Hvor meget forskel kan en grad af opvarmning gøre?

En ond cirkel af opvarmende temperaturer og reduceret snepakning i nordlige skove er mere alvorlig end klimamodeller har vist og kan føre til øget brandrisiko og permanent skade på økosystemer.

En ny undersøgelse af eksperimentelle resultater med langsigtet opvarmning, ledet af Northern Arizona University-økolog Andrew Richardson, fandt ud af, at selv små temperaturstigninger i de boreale skove kan føre til en betydelig reduktion af snepakningen. Forskningen er offentliggjort i Journal of Geophysical Research:Biogeosciences .

Mindre snepakning betyder, at mere lys og varme absorberes i jorden, hvilket yderligere øger jordtemperaturen, hvilket resulterer i varmere lufttemperaturer og mere snesmeltning. Det betyder, at den boreale skov, der strækker sig over den nordlige halvdel af tre kontinenter og er hjemsted for mange kritiske økosystemer, ændrer sig endnu hurtigere, end forskerne var klar over.

"Sne er virkelig en kritisk del af vinteren i de fleste nordlige økosystemer," sagde Richardson, en Regents' professor ved School of Informatics, Computing, and Cyber ​​Systems og Center for Ecosystem Science and Society.

"Overgang til vintre med lav eller ingen sne kommer til at få store konsekvenser for, hvordan disse økosystemer 'fungerer'. Vi vil sandsynligvis se negative virkninger af lav sne, såsom frossen jord og beskadiget plantevæv, samt reduceret forårsafstrømning og tørrere jord, der går ind i sommeren. Selvom du ikke kan lide vinteren, er dette bare dårlige nyheder. "

Forskerne brugte det amerikanske energiministeriums SPRUCE-eksperiment i det nordlige Minnesota til at teste deres hypoteser. Store eksperimentelle indhegninger, 30 fod brede og 20 fod høje, blev brugt til at simulere fremtidige klimaforhold, hvor luft- og jordtemperaturer blev manipuleret ved hjælp af ventilatorer og varmelegemer.

Time-lapse digital fotografering blev brugt til at overvåge forholdene i hver indhegning hvert 30. minut, og snedybde og dækning blev estimeret ud fra billederne. Sammenligning af disse resultater med historiske data om snedybde og nedbør gjorde det muligt for dem at få et bedre billede af virkningerne af temperaturændringer på økosystemet og ændringerne i snealbedo eller reflektivitet, som kan påvirke jord- og lufttemperaturer.

Det, de lærte, var ikke ligefrem en overraskelse:en stigning i temperaturen førte til mere snesmeltning. Hvad der var overraskende var sværhedsgraden af ​​den snesmeltning; de fandt ud af, at snedækket faldt brat med en hvilken som helst mængde af opvarmning, uanset hvor lille. Det førte til ændringer i plantelivet og jordens økosystemer i den boreale skov, herunder øget plantestress og dødelighed.

Hvad dette betyder for klimamodellering er særligt vigtigt; resultater fra denne undersøgelse kan bruges til at evaluere, hvor godt nuværende modeller simulerer virkningerne af varmere temperaturer på omfanget og varigheden af ​​snedække. Fordi den eneste variabel er temperatur, var de i stand til at fange data, der ikke er mulige at isolere i den virkelige verden.

Selvom det nordlige Arizona ikke er i den boreale skov, varsler disse resultater, hvad vi sandsynligvis vil opleve i fremtidige vintre – mindre sne, mere regn og en snepakke, der ikke hænger så længe.

"Vi er lidt tæt på kanten allerede - du skal bare se på, hvor meget mere sne der normalt er ved Flagstaff Nordic Center, bare en smule højere i højden, end der er i byen," sagde Richardson. "Dette lyder måske som gode nyheder for lokale beboere, der er trætte af sne i slutningen af ​​januar, men det kan formentlig oversættes til mere stressede skove.

"Som en, der elsker vinter, er dette en dobbelt dosis dårlige nyheder - mindre sne og mere brandfare."

Flere oplysninger: Andrew D. Richardson et al., Eksperimentel opvarmning af hele økosystemet muliggør ny estimering af snedække og dybdefølsomhed over for temperatur, og kvantificering af sne-albedo-feedback-effekten, Journal of Geophysical Research:Biogeosciences (2024). DOI:10.1029/2023JG007833

Leveret af Northern Arizona University