התנדרה מתנשעת וההשלכות שלה על פליטות המטהן העולמית

thawing of tundra אזורים בשל עליית הטמפרטורות הגלובליות הגבירו את החששות לגבי השפעתה על פליטות מתאן. as permafrost נמס, חומר אורגני Decomposes, שחרור מתאן, גז חממה חזק.תהליך זה יכול להאיץ את שינויי האקלים, יצירת לולאה משוב כי מחמיר את ההתחממות הגלובלית.

Permafrost ו- Methane Storage

Permafrost הוא קרקע שנשארה או מתחת ל-0 °C במשך לפחות שנתיים רצופות.It underlies בערך רבע משטח הקרקע של צפון המיספרה, המשתרע על פני שטח עצום של סיביר, אלסקה, קנדה, ו-Squidinavia. בתוך הקרקע הקפואה הזו שוכנת מאגר עצום של פחמן אורגני - שהוצב בכ-1,500 מיליארד טון, בערך פי שניים של פחמן באטמוספירה הנוכחית, וככפולת הקרח שנקברה.

כאשר permafrost נשאר קפוא, פעילות מיקרוביאלית מוגבלת מאוד, ומתאן נשאר לכוד בתוך מטריצה הקרקע או במבנים דמויי קרח הנקראים קלתות.הההה הכתירה באופן יעיל הקיצוני, שמירה על חומר אורגני במצב של אנימציה מושעה.ת'ינג משבש את האיזון הזה.

מתאן כגז ירוק פוטנט

מתאן (CH4) הוא יותר מ-25 פעמים יעיל כמו פחמן דו חמצני (CO2) במלכוד חום מעל תקופה של 100 שנים, מה שהופך אותו למטרה קריטית עבור מאמצי הפחתה של האקלים.למרות שלמתאן יש חיים אטמוספיריים קצרים יותר - 12 שנים לעומת מאות שנים עבור CO2 - פוטנציאל ההתחממות המיידי שלו הוא הרבה יותר גבוה. a הדופק של מתאן שוחרר מ- tundraהההמה במהירות, אשר בתורורידת משוב נוסף של מנגנונים מעכב את המנגנונים עצמיים.

המסלול העיקרי לייצור מתאן ב-thawing permafrost הוא decomposition אנירובי.כאשר חומר אורגני מתווה בהיעדר חמצן - תנאים נפוצים בנוף ספוג מים - ארכאיה מינוגנית לייצר מתאן כתוצר מטבולי. האגמים הרבים של tundra, בריכות, רטובות מספקות סביבות אנאירוביות אידיאליות, וכדפוס, מרחיבים את האזור עשוי להתנפח.

מכונאים של Permafrost Thaw

Permafrost thaw מתרחשת דרך שני ענפים תרמיים הדרגתיים ותהליכי התמוטטות פתאומית. Gradual thaw כרוך להעמיקה האיטית של השכבה הפעילה במשך עשרות שנים כמו עלייה שנתית של טמפרטורות אוויריות.תהליך זה הוא יחסית צפוי וניתן מודל עם דיוק סביר באמצעות סימולציות אקלים גלובליות.עם זאת, אירועים פתאומיים - כגון היווצרות thermokarst, שבו קרח גורם פני השטח להתמוטטות, יצירת דיכאון כיבוד במהירות גבוהה יותר מים.

Abrupt thaw משפיע רק על חלק קטן של אזור permafrost אבל יכול להשפיע באופן לא פרופורציונלי פליטות מתאן כי זה יוצר אגמים חדשים רטובים. אלה גופים מים במהירות להפוך methane-emitting כתמים חמים, כמו גם משקעים חמים, aoxic לקדם פעילות מיקרוביאלית נמרצת. חלק מחקרים מציעים כי תכונות פתאומיות יכול להכפיל את שחרור פחמן permrost על ידי מודלים לשקול רק הדרגתית.

Thermokarst Lakes

האגמים הקרדיים בצורת כאשר permafrost עשיר קרח, גרימת הקרקע כדי subside ומלא עם מים נמס.אגמים אלה נפוצים על פני אזורים הארקטיים והם מתרחבים באזורים מסוימים.המשקעים שלהם עשירים בפחמן אורגני thaed מהתנגשות בנקים ואגם, ואת המים החמים, מלמטה מעודפים חמצן, יוצרים תנאים נוחים מאוד עבור meesisssssss של חורף - כמו בועות שחורות לכודים.

מחקר בסיביר ובאלסקה תיעד את פלוקסים מתאן אגמים תרמוקאריסטים שהם סדר גודל גבוה יותר מאשר נופים לא-תרמיים סמוכים.כפי שהאגמים האלה מתרחבים וצורות חדשות, תקציב המתאן הכולל של הארקטי עשוי להיות מזלזל באופן משמעותי על ידי מודלים המתמקדים רק בפליטות אדמה מהתתתתתתתדרות הדרגתית.

שינויים אזוריים בTundra Thaw

לא כל אזורי tundra הם thawing באותו קצב או ייצור מתאן עם אותה אינטנסיביות.ריאציות באקלים, תוכן קרח permafrost, הרכב הקרקע, צמחייה, הידרולוגיה ליצור תיקון של תגובות על פני הארקטי circum קוטבי.הבנת ההבדלים האזוריים האלה הוא קריטי לשיפור הערכות מתאן גלובליות ופעולות ניטור.

סיביר: מניות פחמן מסיביות, חימום מהיר

סיביר מכיל כמה מהמשאבים העמוקים והעשירים ביותר פחמן על פני כדור הארץ, במיוחד באזור Yedoma - מרבונות סילי עשירים ביותר שנוצרו במהלך הפליסטוצ'ן. Yedoma permafrost הוא פגיע מאוד ל- thaw הפתאומי וכולל אחוז גבוה של פחמן אורגני מעבדה כי הוא מתנפח במהירות כאשר הטמפרטורות עלה סיביר עלו על פני כדור הארץ פעמיים מהממוצע על פני העשורים האחרונים, כבר נצפה יותר מאשר אגמים הצפוניים.

אלסקה וצפון מערב קנדה: אזורים נרחבים

אלסקה וצפון מערב קנדה מאופיינות על ידי דללנד דלה נרחבת עם אגמים בשפע ורטבים.אזור permafrost המתמשך כאן הוא חווה נרחב thaw, והתרחבות האגם thermokarst הוא מצטבר באזורים רבים.בפני אלסקה, שבו טמפרטורות permafrost כבר קרוב 0 ° C, אפילו התחממות נוספת צנועה יכולה לעורר השפלה מהירה.

סקנדינביה והאנטארקטיקה האירופית: דקנר פרמפסוסט

בסנדינביה והאנטארקטיקה האירופית, permafrost הוא בדרך כלל דק יותר ויותר בלתי נגמר סיביר או אלסקה. האזור חם יותר ומקבל יותר משקעים, המוביל לדינמיקה שונה של קשקשים פחמן הוא קטן יותר, שיעור של תלול באזורים מסוימים הוא גבוה, ואת האקלים החמים יותר עשוי להאיץ פליטות מתאן מ tundra סקנדינבי פחות אבל נראה להיות נמוך יותר מאשר אתרי פולר או צפון אמריקה רפליקה.

The Methane Feedback Loop

הדאגה המרכזית סביב thawing tundra היא הפוטנציאל עבור לולאה משוב עצמי: התחממות גורמת thaw, lesaw משחרר מתאן, מתאן גורמת יותר התחממות, וכי התחממות גורמת עוד שטף.לאה זה יש פוטנציאל לדחוף את מערכת האקלים לעבר נקודת טיפינג שבו פליטות להיות חישב עצמי וקשה לשלוט.

רגישות אקלים ונקודות תגמול

מודלים אקלים שונים בתחזיות של כוח משוב זה.יש להציע כי פליטות permafrost methane יכול להוסיף 0.1 עד 0.3 מעלות צלזיוס של התחממות נוספת עד סוף המאה, בעוד אחרים מדגימים השפעות גדולות יותר אם פתאומית התרחבות רטובה ויבשה הם נפוצים יותר מאשר עכשיו.הקיום של נקודת טיפ אמיתית - שבו permafrost taw ממשיך גם אם טמפרטורות אטמוספיריות - נשאר ייצוב של סיכון פעיל עם זאת, הוא ידוע, הוא פוטנציאל של פחמן, 000.

הלולאה משוב אינו מוגבל למתאן.ת'ינג permafrost גם משחרר CO2 מ decomposition אירובי באדמה דרומית.למעשה, שחרור הפחמן הכולל של permafrost מעל המאה ה -21 צפוי להיות נשלט על ידי CO2, עם מתאן לתרום שבריר קטנה יותר של מסה פחמן הכולל, אך חלק גדול יותר של ההתחממות בשל החוזק הגבוה שלה.

« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «

התזמון וההתמדה של פליטות מתאן קובעים את ההשפעה הקלמטית שלהם.שחרור Gradual מעל עשרות שנים מאפשר למחזור הפחמן ולכימיה האטמוספרית לספוג חלקית את המתאן הנוסף, להפחית את אפקט ההתחממות הנקי. לעומת זאת, הדופקים גדולים ששוחררו במשך כמה שנים, כגון אלה מאירוע קריסת תרמוקאראטסט גדול, יכלו להציף את הכיורעים טבעיים ולהפיק עלייה משמעותית בריכוזים הגלובליים הגאורגנטיים.

השפעות גלובליות של הגדלת סטיות מתאן

העלייה בפליטת מתאן מ tundra מציבה אתגרים משמעותיים עבור מאמצי הפחתת האקלים העולמי.גם אם פליטות אנתרוגניות של CO2 ומתאן מופחתות במהירות, מקור טבעי גדול של מתאן מן הארקטי יכול להוסיף לנטל האטמוספרי ולהפוך את יעדי האקלים קשה יותר להשיג.

« « « « « אטמוספירה Methane Concentrations

ריכוזי מתאן אטמוספיריים הכפילו יותר מאז המהפכה התעשייתית, אך קצב הצמיחה היה משתנה מאוד.בשנים האחרונות, מדידות מתחנות ניטור ברחבי העולם הראו האצה מחודשת בצמיחה המתאן, עם הארקטי תורם נתח גדל. בעוד הסיבות מורכבות וכוללות תרומות מחקלאות, מיצוי דלק מאובנים, רטובות, ה-thawing tundra הוא כנראה משחק תפקיד גדל עם המשך ניטור עם חיישנים חיוניים למגמות ספציפיות לוויינים.

השפעות על טמפרטורה גלובלית ומזג אוויר

מתאן נוסף מהטונדרה מוסיף לאפקט החממה הכולל, תורם לטמפרטורות גלובליות גבוהות יותר.התחממות זו אינה מבוזרת אפילו; הארקטי כבר התחמם בערך פי ארבע מהממוצע העולמי, תופעה המכונה הגדלה הארקטית.השינויים הנובעים בטמפרטורות ⁇ טמפרטורה בין הארקטי ובאמצע-latitudes יכולים לשנות את דפוסי החיל האוויר, אשר עלולים להוביל לאירועים מתמידים וקיצוניים יותר ברחבי צפון המיסת, כולל גלי חום, כולל טמפרטורות כבדות, ורקמות כבדות, כולל טמפרטורות כבדות.

מערכות אקולוגיות ואפקטים קהילתיים

ת'ינג טונגורה ופליטת מתאן הקשורים יש גם השפעות ישירות על מערכות אקולוגיות הארקטיות וקהילות אנושיות. תת-קרקעיות מתשתית נזקי תלולים, כולל כבישים, מבנים, צינורות, וכבישים.התפשטות האגמים והרטבים משנה את בתי-המין, המשפיעים על מינים כגון caribou ו- migratory ציפורים. for I Natives ברחבי הארקטי, שינויים אלה מאיימים על בסיס ציד, דיג, ומוכרים, ולכן לא רק את הבעיה החברתית שלה.

מחקר ומחקר: מאמצים ושפלים נוכחיים

הבנת הגודל והטרפליטה של פליטות ונדרא מתאן דורש ניטור מתמשך ומחקר ממוקד. מגוון של גישות משמש, ממרחק לווייני ועד מדידות פלוקס מבוססות שדה, כל אחד עם כוחות ומגבלות.

תצפיות לוויין

לוויינים המצוידים בספקטרוםים יכולים לזהות ריכוזים מתאן אטמוספיריים מהחלל, המאפשרים למדענים לזהות נקודות חמות אזוריות ולעקוב אחר שינויים לאורך זמן. Missions כגון ה-Tropheric Monitoring Instrument על לוויין Sentinel-5P ופלטפורמת MethaneSAT לספק נופים מפורטים יותר ויותר של התפלגות מתאן על פני הארקטי.

מדדים מבוססי קרקע ואוויר

מדידות שדה באמצעות מגדלי פלוקס, ניסויים תאים, סקרים אוויריים מספקים נתונים ברזולוציה גבוהה הדרושים כדי להבין את התהליכים השולטים בפליטות מתאן.רשתות כגון ה-FLT של הארקטי:0.0 NASA NASA הארקטי-Boreal Vulnerability ExperimentFLT:1 ואת תוכנית קופרניוס של סוכנות החלל האירופית מפיצה מכשירים על פני tundra כדי למדוד את שפעת מתאן ואת תהליכי קירור חיוניים עבור לוויינים מבוססי אלה.

מודלים של Unquities

למרות ההתקדמות, אי-ודאות משמעותית נשאר במודל פליטות tundra methane. Key Unknowns כוללים את ההפצה המרחבית של פחמן אורגני מעבדה ב permafrost עמוק, התגובה של microbes methanogenic כדי להגדיל את הטמפרטורה, ואת האבולוציה ארוכת טווח של נופים תרמוקארים. מודלים רבים הנוכחי לא לוקחים בחשבון באופן מלא עבור תהליכים פתאומיים או את המשחק בין הידרולוגיה לבין ייצור מתאן.

(במבט רחב יותר על מתאן במערכת האקלים העולמית, ה-FLT:0)IPCC הערכה דו"ח הערכה 6th Assessment ReportFLT:1 מספק סקירה מקיפה של ההבנה הנוכחית של מקורות מתאן, שוקעים והשפעות.

חיקוי ומדיניות

הפוטנציאל של thawing tundra לשחרר כמויות גדולות של מתאן מדגיש את הדחיפות של צמצום פליטות גזי חממה אנתרוגניות.בניגוד למקורות רבים של CO2, אשר ניתן להפחית באמצעות שינויים טכנולוגיים והתנהגותיים, פליטות מתאן permafrost הם משוב טבעי כי לא ניתן לשלוט ישירות לאחר taw הוא מתקדם.האסטרטגיה היעילה היחידה היא להגביל את ההתחממות כי מניעים במקום הראשון.

חידושים Anthropogenic Emissions

הדרך הישירה ביותר להפחית את הסיכון של משוב מתאן בקנה מידה גדול היא להשיג קיצוץ מהיר ועמוק בפליטות CO2 הגלובלי ופליטה מתאן.זה כולל מעבר דלקים מאובנים, שיפור יעילות האנרגיה, צמצום פליטות מתאן החקלאיות מן החי והטיפוח אורז, ולכידת מתאן מקרקעות ונפט ותשתיות גז.

אסטרטגיות הסתגלות לקהילות הארקטיות

עבור קהילות הארקטיות כבר חווים את ההשפעות של thawing permrost, הסתגלות היא עדיפות מיידית.זה כולל פתרונות הנדסיים לייצוב תשתיות, החלת התנחלויות פגיעות, ופיתוח מערכות התאוששות מוקדם של חוסר יציבות קרקע. [+] שיתוף פעולה בינלאומי ומנגנוני מימון, כגון קבוצות העבודה של המועצה הארקטית, הם חיוניים לתמיכה במאמצים הסתגלות מקומיים ושיתוף ידע על פני אזורים.

המונחים: growthengineering

כמה חוקרים הציעו גישות גיאו-גריננדסיות להאט את ה- Permafrost, כגון טיהור permafrost באמצעות מערכות קירור מלאכותיות או התחדשות בקנה מידה גדול כדי להגדיל את albedo ו evatranspiration. התערבויות אלה להישאר מאוד סיבולת, לשאת עלויות אקולוגיות וכלכליות משמעותיות, ולהגדיל שאלות אתיות על השלכות לא מכוונות.

מסקנה

ת'ינג טולורה מייצגת את אחד המשובים הטבעיים המשמעותיים ביותר במערכת האקלים של כדור הארץ.שחרור המתאן מ permafrost כפי שהוא מצופה יש פוטנציאל להגביר את ההתחממות הגלובלית, יצירת מחזור מארגן עצמי שיכול להאיץ את שינויי האקלים מעבר לקצב של מודלים עכשוויים רבים.המדע ברור: פחמן מאוחסן ב permrost הוא עצום, המנגנונים של מנגנונים גלובליים, והופכים את ההשלכות של קהילות אנושיות עמוקות יותר ויותר, והופכים לכדי מערכות אקולוגיות, הן ברורות יותר ויותר.

התייחסות לאתגר זה דורש גישה משולבת המשלבת המשך ניטור ומחקר, צמצום אגרסיבי של פליטות אנתרוגניות, וצעדי הסתגלות עבור אלה שכבר הושפעו. בעוד ה- tundra הוא תהליך מתפתח, המסלול העתידי של פליטת מתאן מהאזור הזה נשאר בתוך השפעה אנושית במידה משמעותית.ההחלטות שהתקבלו כעת לגבי מדיניות האקלים העולמית יקבעו כמה ממאגרי הפחמן perafmrostrostol נעולים באדמה ובלבד שעדיין תורמים להתחממות כדור הארץ.

לקריאה נוספת על ההשלכות הרחבות של שינוי הקוטבי, הדו"ח הארקטי של ccNOAA CardcioFLT:1 מספק עדכונים שנתיים על permafrost, גזי חממה ואינדיקטורים אחרים.TheFLT:2גלובום פרויקט פחמן 306FLT 3 גם עוקב אחר תקציבי מתאן ומציע תובנות המונעות נתונים על מקורות גלובליים ואזוריים של גזי חממה קריטיים אלה.