Arktis bliver brunt på grund af mærkeligt vejr - og det kan fremskynde klimaændringerne

I løbet af de sidste par år har arktiske forskere rapporteret et overraskende fund:store områder af Arktis bliver brune. Dette skyldes til dels ekstreme begivenheder i forbindelse med vintervejr, såsom pludselig, kortvarige perioder med ekstrem varme. Disse begivenheder finder sted, mens klimaet opvarmes, hvilket sker dobbelt så hurtigt i Arktis sammenlignet med resten af ​​planeten. Ekstreme begivenheder sker derfor oftere og oftere, med stadig mere alvorlige virkninger - herunder omfattende skader og død i arktiske planter.

Denne "bruning" af plantesamfund er sket over tusindvis af kvadratkilometer eller mere. Imidlertid, indtil for nylig vidste vi meget lidt om, hvad dette kunne betyde for balancen mellem kulstofoptagelse og frigivelse i arktiske økosystemer. I betragtning af at Arktis lagrer dobbelt så meget kulstof som atmosfæren, dette er en presserende bekymring.

Nu, vores undersøgelse har vist, at ekstreme klimatiske begivenheder betydeligt kan reducere arktiske økosystemers evne til at optage kulstof – med implikationer for, om Arktis vil hjælpe med at bekæmpe klimaændringer, eller accelerer den.

Kulstofomkostningerne ved ekstremt vejr

For at forstå, hvordan ekstreme begivenheder påvirker arktiske hedeområder, vi rejste til Lofoten-øerne i det nordlige Norge, hvor kystnære, sub-arktiske plantesamfund fungerer som en klokke for fremtidige klimaændringer i det fjerne nord ved først at udstille virkningerne af opvarmning i regionen.

Her fandt vi virkningerne af to ekstreme vintervejrshændelser. Først, "frosttørke" havde forårsaget omfattende plantenedgang. Frosttørke opstår, når det isolerende lag af sne, som normalt beskytter planter mod den hårde arktiske vinter, smeltes, typisk ved usædvanligt høje vintertemperaturer. Hvis planterne forbliver udsat for kulde, blæsende forhold længe nok, de mister konstant vand og er ude af stand til at erstatte det fra den frosne jord. Til sidst, de bukker under for tørken.

Den anden begivenhed var "ekstrem vinteropvarmning" - et pludseligt udbrud af høje temperaturer om vinteren, som smelter sneen og narrer stedsegrønne planter til at forberede sig til foråret ved at afgive deres kuldetolerance. Når den varme periode er forbi, tilbagevenden af ​​kolde temperaturer dræber normalt planten. I dette tilfælde, imidlertid, vi fandt noget uventet. Hedeplanter havde overlevet denne ekstreme vinteropvarmningsbegivenhed, men viste tegn på alvorlig stress, synlig som en dyb, vedvarende mørkerød farve i skud og blade.

Vi målte, hvor meget kuldioxid der blev optaget og frigivet af planterne i tre vegetationstyper:beskadiget hedelandskab (hvor den dominerende stedsegrønne art var blevet dræbt af frosttørke), stresset hede, og sund, grønne hedeområder, der var undsluppet virkningerne af begge ekstreme begivenheder. Dette blev gjort i tre måleperioder hen over vækstsæsonen.

Vi fandt ud af, at disse ekstreme vinterforhold reducerede, hvor meget kulstof der blev absorberet i hedeområders økosystemer med op til 50 % over hele vækstsæsonen. Dette er en enorm reduktion i et udbredt arktisk økosystems evne til at fjerne kulstof fra atmosfæren.

Overraskende nok, dette var tilfældet både i beskadiget hedelandskab, hvor en stor del af vegetationen var blevet dræbt, og i stresset hede. Selvom processerne bag denne ændring var forskellige i hver type hedelandskab, dette viser tydeligt, at vi er nødt til at overveje plantestressens rolle i at begrænse planters kulstofoptagelse for fuldt ud at forstå konsekvenserne af ekstreme klimatiske begivenheder.

Det store brune nord

Hvad betyder det for Arktis? Vi ved nu, at ekstreme klimatiske begivenheder betydeligt kan reducere arktiske økosystemers evne til at optage kulstof og bekæmpe klimaændringer.

Dette er især bekymrende, da virkningerne af bruning står i skarp kontrast til virkningerne af en bedre forstået reaktion fra arktiske økosystemer på klimaændringer:"Arctic greening", eller tendensen til, at planter bliver højere og mere produktive, når de arktiske somre bliver varme.

Mange klimamodeller antager i øjeblikket vilkårlige niveauer af grønnere på tværs af Arktis, og derfor, at arktiske økosystemer vil optage mere kulstof i fremtiden – hvilket bremser klimaændringerne. Omfanget af den brunfarve, vi har set i de seneste år, kombineret med de negative indvirkninger på kulstofoptagelsen, der er rapporteret her, tyder på, at virkeligheden kan være mere kompleks, sætter spørgsmålstegn ved vores forståelse af Arktis rolle i jordens klima.

Hvad betyder det for os? Effekten af ​​ekstreme vejrbegivenheder i Arktis har globale konsekvenser. Det er klart, at vores nuværende indsats for at tackle klimaforandringerne er faretruende utilstrækkelige, men ambitiøs handling nu kan reducere, hvor meget Arktis forventes at blive varmet med så meget som 7°C. Dette er afgørende for at minimere virkningerne af klimaændringer både i arktiske økosystemer og på verdensplan.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.