Permafrost Nedir?

Permafrost herhangi bir zemine atıfta bulunur - toprak, sedi, ya da kaya - en az iki ardışık yıl boyunca 0°C'nin altında kalır.Bu, Dünya'nın son derece değişken ve dinamik bir bileşenidir ve Kuzey Hemisphere'deki maruz kalan arazi yüzeyinin yaklaşık% 24'ü içerir.

Permafrost, uzaysal dağıtımına dayanan üç ana türe ayrılabilir:

  • [FONT:0) Sürekli permafrost: Bu tür yüksek Arctic bölgelerindeki manzaranın% 90'ını kapsar ve neredeyse her yerde yüzeyin altında dondurulur.
  • [FONT:0]Dönemli permafrost: [Dönetici ve Bord bölgelerinde bulunan, bu permafrost, donmuş ve donmuş zemin iç içe geçmiş alanlardır.
  • [FONT:0) Elit permafrost: [Dönetici: 1) Yerel koşulların zemin dondurucuya izin verdiği, genellikle mikroklimlerden ve bitki örtüsünden etkilendiği izole edilmiş ceplerde Occurs.

Permafrost kalınlığı yaygın olarak değişir, sadece bir metre veya iki tane daha sıcak bölgelerden, bazı Sibirya bölgelerinden 1000 metreden fazla bira kadar ısınmaya yanıt verdiği için, bu donmuş tabakada, buz çeşitli şekillerde mevcuttur, büyük buz lensleri, segregated buzlar ve pore buz yapıları, soğuk koşullarla korunmuştur.

Permafrost, yüksek Arctic bölgelerinden birkaç metreye kadar uzanır. , yaz aylarında otuzlu yıllardaki yüzeysel ekosistemler ve kışın mikrobiyüller, aktif tabakaların kalınlığında, yüksek Arctic bölgelerinden birkaç santimetreye kadar uzanır.

Global Permafrost Karbon Havuz

Permafrost'un en kritik yönlerinden biri, organik karbonu donmuş topraklarda depolayabilmenin önemli bir parçasıdır ve küresel iklim değişikliği için önemli etkileri vardır.

Bilim adamları kuzey permafrost bölgelerinin yaklaşık olarak 800 Gt karbondioksiti (CO2) karbon içeriği açısından olduğunu tahmin ediyorlar.Bu, Dünya'nın toprak karbon stoklarının yaklaşık yarısının, sadece Kuzey Hemisphere'in arazisinin merkezi hakkında iki katın altında olduğu anlamına geliyor.

Permafrost'ta depolanan karbon, Pleistocene döneminde kurulan buz-zengin permafrost'un, özellikle de Sibirya ve Alaska'da olduğu gibi, bu topraklar ağırlıkla %30 organik karbona da sahiptir.Bu depozitolar da erimeye yol açabilir, özellikle de erimeye yol açabilir, bu nedenle de organik maddeye yol açabilir.

Bu antik karbonun atmosfere potansiyel salıverilmesi önemli bir risk sunuyor. Küresel sıcaklıklar insan faaliyetleri nedeniyle yükselir, permafrost thaws, daha önce donmuş organik materyallere ulaşmalarına izin veriyor. Bu, öncelikle karbon dioksit ve methane emisyonuna yol açıyor, böylece daha fazla ısınmaya yol açıyor.

Permafrost Thaw ve Sera Gaz Yayını

Permafrost thaw, bölgeler veya zaman boyunca düzgün bir şekilde gerçekleşmez. Yavaş yavaş, birçok on yıl boyunca derin permafrost katmanları derin bir şekilde ortaya çıkarabilir veya mikropavranlama süreçleri, mikrobiyönüşüksüz süreçlere neden olur.

Permafrost thaw sırasında yayınlanan sera gazılar, özellikle oksijenin erişilebilirliği konusunda ağırlığa bağlıdır:

  • [FONT:0]Aerobik koşullar: [Dönemli, oksijenli topraklar –topik olarak tost olarak tostamine edilen bölgelerde bulunan mikrobiyolojik bir gaz (CO2), atmosferde ısınmaya katkıda bulunan önemli bir sera gazıdır, ancak methaneden daha az güçlü moleküldür.
  • [FONT=0)Anaerobik koşullar:[Dönemli: [Dönemli: 1] Sulogged, CO2 gibi yaklaşık 100 yıllık bir ufuktan daha büyük bir ısıtılmış ve 20 yıldan 80 kat daha büyük bir sürede elde edilen mikroplar.

Son araştırmalar, permafrost bölgelerinin Paris Anlaşması tarafından belirlenen uluslararası iklim hedeflerini karşılamak için önemli ölçüde artırabileceğini gösteriyor. Önemli olarak, bu emisyonlar büyük ölçüde kontrol edilemez ve insan odaklı ısınmaya yönelik bir geri bildirimde bulunuyor.

İklim Geri Dönüşümü Permafrostları Dahil Ediyor

Geri bildirim döngüleri, bir sistemde ilk değişimin, ya amplifikasyonun (pozitif geri bildirimler) veya orijinal etkisi azalttığı mekanizmalardır. Permafrost thaw, küresel ısınmayı basitleştiren çok sayıda olumlu geri bildirim döngüsü, Dünya'nın iklim sisteminin kritik bir bileşeni haline getirir.

Karbon-Climate Feedback

En doğrudan geri bildirim döngüsü, karbon emisyonlarının thawing permafrost'tan içerir. Donmuş topraklar thaw olarak, bu geri bildirimde bulunan iklim modelleri, CO2 ve CH4'ü atmosfere ek olarak 0.1 ila 0.2C'yi, mevcut emisyonlar altında 2100'e kadar ısıtabilir. Bu ısınma, daha fazla karbonu salıvermek, daha da fazla karbonu salıvermek, daha fazla karbonu salıvermek için uzun vadeli bir meydan okuma yapmak bekleniyor.

Albedo Feedback

Albedo, Dünya yüzeyi tarafından yansıyan güneş radyasyonunun kesildiğine işaret ediyor. Kar ve buz yüksek albedo, gelen güneş ışığının çoğunu yansıtan, ki bu kutup bölgeleri serin tutmaya yardımcı oluyor. permafrost thaws, manzara sık sık sık ısınmış tundra'dan karanlık yüzeylere kadar, su kaydıraklarına, özellikle de ısıtılmış ısınmış yüzeylerin kaybolarak bu yüzeyleri daha fazla ısıtın.

Hidrolojik Geri Bildirim

Permafrost thaw derinden yerel ve bölgesel hidrolojiyi değiştirir, karmaşık geri bildirimler yaratır.Enerji zemin buzu zemin sübvansiyonuna neden olur (dahakarst), genellikle yeni göller ve göller oluşturur. Bu su vücutları sadece düşük albedo, daha fazla güneş radyasyonu absorbe edemez, ancak aynı zamanda önemli miktardaki metan emisyonların kaynaklanması ve vahşi yangınlar tarafından depolanmasına yol açabilir.

Mikrobiyolojik Geri Bildirim

Thawing permafrost, antik mikrobiyal toplulukları binlerce yıldır yurtsever hale getiriyor. Bu mikroplar organik maddenin yeniden ortaya çıkmasını, besin bisikleti ve gaz üretimini hızlandırıyor. thawing permafrost gibi besinlerin serbest bırakılması, potansiyel olarak "fertilizasyon etkisi" olarak bilinen kısa vadeli bir karbon batağı sağlıyor. Ancak, daha uzun zaman ölçeğinde, mikrobiyasyonların genel olarak net karbon kayıplarına yol açıyor.

Global İklim ve Ekosistemler üzerindeki Etkileri

Permafrost thaw tarafından başlatılan geri bildirimler, sıcaklık artışlarının ötesine geçen ve ekosistemleri, altyapıyı ve insan toplulukları etkileyen çok genişleyen sonuçlara sahiptir.

  • [FONT:0) Arctic amplifikasyonu:[Dönetici: 0) Arktik bölge neredeyse dört kez küresel ortalama oran, Arctic amplification olarak bilinen bir fenomen, Permafrost thaws, bu hıza kadar, ısıtılmış yüzey özelliklerini salıvererek önemli ölçüde katkıda bulunur.
  • [FONT:0)Yerel ekosistemlereDeğişir:[Dönetici: 1) Permafrost degradları, tundra ekosistemleri bazı alanlarda suşik veya ormancılık yaşam tarzına geçiş yapabilir. Bu bitki örtüsü, karibou, Arctic foxes ve migratory kuşlar dahil olmak üzere yerel yaşam için habitatları ve gıda erişilebilirliği değiştirir.
  • [FONT:0]Freshwater sistemleri:[DÜT:1] Thawing permafrost, sedilerin ve besinlerin nehirlere ve göllere teslim edilmesini, su ekosistemlerine etkileyebileceğini, besleyici influxes eutropht, gıda weblerine yol açabiliyorken, termokarst göllerden gelen atlar da su gazlarının güçlü bir yerel kaynağını temsil ediyor.
  • [FONT:0]Coastal erozyon: [Dönder:[Dönder: 1) Permafrost kıyı şeridi, Arctic bölgelerindeki küresel kıyı şeridinin yaklaşık% 34'ünü oluşturan, birkaç yerde – yılda 20 metreye kadar organik karbonu doğrudan deniz ortamlarına serbest bırakır ve kıyı topluluklarının ve altyapının kullanılabilirliğini tehdit eder.

Permafrost'un araştırma ve izleme

Küresel iklimde permafrost'un kritik rolü göz önüne alındığında, sağlam araştırma ve izleme çabaları dinamiklerini anlamak ve gelecekteki değişiklikleri tahmin etmek için gereklidir. Bu, birden çok metodoloji ve uluslararası işbirliğini bütünleştirmek gerektirir.

Uydu Gözlemleri

Uydu uzaktan algılama, permafrost thaw'ı büyük ve sık sık ulaşılamaz bölgelerde izlemek için paha biçilmez veriler sunar.Apazem NASA'nın Suomi NPP, ESA'nın Copernicus Sentinel-1 ve Sentinel-2 uyduları ve gelecek NASA-ISRO Sif Aperture Radar (NISAR) misyonu, termal görüntüleme, radar interferometri ve optik sensörler toprak yüzeyindeki değişiklikleri tespit etmek için, yeraltı suyu boyutlarında, bitki örtüsü ve yüzeysel su boyutlarında.

Field Studies

Uzak algılamadaki ilerlemelere rağmen, zemin bazlı gözlemler hayati önem taşıyor. Bilim adamları, permafrost katmanlar aracılığıyla sıcaklık profillerini elde etmek ve toprak gaz flux odaları gibi aletleri doğrudan ölçmek için analiz edilir. Soil ve buz çekirdeği, çeşitli Arctic siteleri boyunca standartlaştırılmış sıcaklık sıcaklıkları ve çalışma mikropucuları ölçmek için analiz edilir.

Geleceğin Scenarios Modeling

Dünya sistemi modelleri, permafrost çevresel projeksiyonları geliştirmek için giderek artan karbon dinamiklerini bir şekilde dahil ediyor. Bu modeller toprak ısı geçişi, hidrolojik değişiklikler, mikromiyal kondüksiyon ve abru thawst olaylara rağmen, permafrost manzaralarının heterojenliği ve sınırlı gözlemsel verileri geliştirmek için önemli belirsizliğe sahip. Interparasyonlar:0)

Eğitim Implikasyonları

Permafrost, Dünya sistemini bilim, iklim geri bildirim mekanizmaları ve çevre okuryazarlığı öğretmeyi amaçlayan eğitimciler için örnek bir vaka çalışması olarak hizmet vermektedir.

  • [FONT:0]Sistemler düşüncesi:[Döneticiler:[Döneticiler:0) Öğrenciler Dünya sisteminin bir parçasında nasıl değişiklikler öğrenebilirler - donmuş zemin gibi - diğerlerinden yoluyla, iklim süreçlerinin karmaşıklığını ve birbirine bağlılığını ortaya çıkarabilirler.
  • [FONT:0)Carbon çevrim dinamikleri:[Döneticiler: [Döneticiler: 0,0) Karbon stokları (kapılı karbon) ve akışları (karbon değişimi) ve insan kaynaklı karbon serbest bırakılması arasındaki farklı zaman ölçekleri.
  • [FONT:0)Uncertainty ve risk değerlendirmesi:) Bilim adamlarının neden senaryoları ve olasılıksal modelleri kullandıklarını ortaya çıkarmak, öğrencilerin gelecekteki iklim durumlarını tahmin etme ve iklim eyleminin önemini anlamalarına yardımcı olur.

Els-on aktiviteleri, ilgi ve anlayış geliştirebilir. Örneğin, toprak donmasını ve thawing'i gözlemlemek için basit bir toplan deneyleri inşa edebilir, delik ısı veri kümelerini analiz edebilir veya uydu görüntülerini yorumlayabilirler.) gibi kaynaklar:0)NOAA Arctic Report Card yüksek okul ve üniversite sınıfları için erişilebilir bilgi sağlar.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Permafrost, son Buz Çağının donmuş bir yenidenlicinden çok daha fazlasıdır; Dünya'nın iklim sisteminin dinamik ve aktif bir bileşenidir.Ingönüllülük, permafrost'un iklim istikrarına önemli ölçüde sahip olabileceği karmaşık zorluklarla karşı karşıyadır.

Permafrost karbon serbest bırakılmasının tam zamanlaması ve büyüklüğü belirsiz olsa da, yörünge açık: antropojenik ısınma, iklim değişikliği etkilerini hızlandıracak ve gelecekteki en acil çevresel zorlukların üstesinden gelmek için gelecek nesillere güç verecek.