西伯利亚的大火已经烧到冻原了
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2020-07-08 20:04
来源 | 国家地理中文网
译者 | 陌上花开
雅库特中部，森林大火在燃烧，这里是俄罗斯最寒冷的地区之一，森林覆盖率超过83%；今年的夏季大火竟然能在北部如此之远的地方烧起来，科学家对此感到震惊。图源：YEVGENY SOFRONEYEV, TASS/GETTY IMAGES
几个月来，由于持续日照加上气候变化的影响，西伯利亚一直处于酷热之中。6月份，北极气温飙升至38℃。高温还引起了大规模的野火爆发，包括冻土带上的大火，往常冰冻的土壤今年可能融冻。
在寒冷潮湿的冻原（又称苔原）地区发生的这一连串火灾给生态学家和气候科学家敲响了警钟，他们担心这是北极正在经历快速变化的另一个信号，可能会在当地甚至全球引发连锁反应。
如果火灾在西伯利亚的逐渐融化冻土带成为常态，就可能会急剧重塑整个生态系统，导致新的物种占领该地。也许还会引发更多的火灾。大火本身也可能加剧全球变暖，因为它会烧到土壤深处，并释放出数百年来积累在地下的冰冻有机物中的碳。
“这还不足以对气候变化造成巨大影响，”伦敦经济学院的环境地理学家Thomas Smith说道，他一直在密切追踪西伯利亚大火。“但这肯定是一个迹象，表明了一些不同寻常的事正在发生。”
更多的大火
从太空观测到的西伯利亚冻原大火。图源：JOSHUA STEVENS, NASA EARTH OBSERVATORY
欧洲中期天气预报中心的资深科学家Mark Parrington表示，6月中旬前后，大火开始在西伯利亚蔓延。“火灾辐射率”（fire radiative power）的每日水平是衡量火灾热量输出的一个指标，今年的数值堪比2019年(另一个极端火灾年份)，远远超过了至少自2003年以来的数值。俄罗斯林业局估计，在西伯利亚东部的萨哈共和国、楚科齐和马加丹地区，数万平方公里的土地已经被大火吞噬。
今年的大火火势猛烈，过火范围广泛，而且蔓延到了如此之北的地区，连冻原带也被烧着了，这些都让科学家们倍感震惊。Smith一直在利用土地覆盖图和卫星数据进行火灾的追踪调查。他发现，除了北方针叶林多次遭大火烧毁之外，更北边的冻土带和碳含量丰富的泥炭地也遭遇了大火侵袭。在上述所有情况中，正在燃烧的这些生态系统都位于构成永久冻土层（又称“多年冻土”层）的冻土之上。
虽然冻原火灾并非前所未有，科学家们在近十几年里记录了阿拉斯加北坡上的几起大型火灾，但在如此广阔的地区同时发生这么多起火灾是很不寻常的，Smith说道。
有几起火灾甚至可能创下地理记录。6月底，欧洲航天局的哨兵2号卫星在北纬73度附近探测到一系列火灾——卫星遥感专家Annamaria Luongo称，这是2003年有记录以来最北部的火灾。最近的一次是6月30日由哨兵2号卫星发现的，它在距离拉普捷夫海(北冰洋的一部分)海岸只有几公里的地方突然爆发。
“当我看到拉普捷夫海湾以南10公里处燃烧的大火时，我有点震惊，因为那里就像是世界上的海冰工厂，”俄亥俄州迈阿密大学的火灾研究员Jessica McCarty说道。“当我还是一名本科生时，开始学习火灾科学，如果当时有人告诉我，我要学习格陵兰岛和北极的火灾动态时，我肯定会嘲笑他们。”
高温是引发这些火灾的根本原因。自去年12月以来，西伯利亚的气温一直远高于正常水平，因为该地区上空持续存在一道高压脊，从而产生了日照充足的温暖天气，积雪也提早融化了。6月中旬，西伯利亚的Verkhoyansk镇的气温达到38℃，创下了该地区的高温纪录，从那以后，热度略有下降，但远没有消失：同一天，拉普特夫海边发生了一场大火，该地区的气温达到了34.4℃。
“对我来说真正令人震惊的是，几个月以来，相对于往年的平均气温的来说，温度竟高出这么多，”科罗拉多州立大学的气候科学家Zack Labe说道。
西伯利亚南部的一个社区被大火烧焦，新西伯利亚地区有数百个社区被大火烧毁。图源：KIRILL KUKHMAR, TASS/GETTY IMAGES
所有这些都是在长期的、气候变化驱动的变暖趋势下发生的，这导致北极升温速度是全球平均速度的两倍多。
McCarty认为，炎热、干燥的天气可能使冻土带的植被干枯。Smith怀疑，最近的高温也导致了冻土层深处的一些物质解冻，其中包括多年冻土层上的一个季节性解冻的“融冻层”。他说：“热浪真的让一切都干燥到了可以燃烧的程度。”
释放碳
北极科学家们最关心的一个问题是，其中一些火灾不仅在冻土带表面燃烧，而且会透过数百年来积累下来的富含碳的有机质层深入到土壤中。
“从冻土带大小和温度来看，我认为它肯定会被烧毁，”美国航空航天研究所副研究员、西伯利亚野火研究专家Amber Soja说道。随着大火吞噬地下，导致气候变暖的温室气体也会被释放到大气中，最终引发了北极变暖和永久冻土融化速度的加剧。更直接的是，地面火灾释放出的热量，可以推动永久冻土层的进一步融化和燃烧，Soja说。
虽然目前还不清楚今年的火灾共释放了多少碳，也不清楚有多少永久冻土层因火灾而融化，但科学家们正在努力解决这些谜团。从长远来看，大火还可能通过清除充当隔热屏障的上层土壤而使永久冻土退化，这一过程在北方针叶林中已有详细记载。永久冻土层的退化会导致地面崩塌，融化的冰层会在地表形成湖泊，这是科学家们在2007年阿拉斯加北坡冻土带的一场大火后观察到的。
另一个重要问题是，这些大火是如何改变北极脆弱的生态平衡的 。Soja说，严重烧焦的北方针叶林有时会变成“火成冻原（pyrogenic tundra）”，因为大火烧光了树木，烧毁了储存在土壤中的种子，野草就会取而代之。与此同时，在已经是冻原的土地上发生的火灾，有时会更利于灌木生根，从而使苔原景观变暗，吸收更多的热量，长此以往，导致火灾更易发生。由于气候变化，林木线不断向北蔓延，更多的火种被移到了北极。
“在生态方面，我不知道会发生什么，”Soja说。“这是相当遥远的北方。我认为火灾已经造成了不可估量的损害，可能需要很长时间才能恢复，也可能根本恢复不了。”
