PусскийПросмотры:0 Автор:Pедактор сайта Время публикации: 2023-06-05 Происхождение:Работает
Изменение климата имеет множество последствий. Пожалуй, наиболее широко известным из них является глобальное потепление, вызванное накоплением тепла в различных частях земной системы, таких как атмосфера, океан, криосфера и суша. 89 процентов этого избыточного тепла хранится в океанах, а остальная часть — во льдах и ледниках, атмосфере и суши (включая внутренние водоемы). Международная исследовательская группа во главе с Центром экологических исследований имени Гельмгольца (UFZ) в настоящее время изучила количество тепла, хранимого на суше, показав распределение тепла суши среди континентальной почвы, вечной мерзлоты и внутренних водоемов. Расчеты, опубликованные в Динамика системы Земли, показывают, что с 1960-х годов здесь накопилось более чем в 20 раз больше тепла, причем наибольшее увеличение приходится на землю.
Увеличение антропогенных парниковых газов в атмосфере препятствует выбросу тепла в космос. В результате Земля постоянно поглощает больше тепла посредством солнечной радиации, чем может отдать обратно посредством теплового излучения. Предыдущие исследования показывают, где хранится эта дополнительная энергия: прежде всего в океанах (89 процентов), но также и в материковых массивах континентов (5-6 процентов), во льдах и ледниках (4 процента) и в атмосфере (1-6 процентов). 2 процента). Однако эти знания неполны: например, ранее было неясно, как это дополнительное тепло распределялось по континентальным массивам суши.
Исследовательская группа, возглавляемая UFZ и при участии ученых из Института Альфреда Вегенера (Центра полярных и морских исследований имени Гельмгольца (AWI)), Брюссельского свободного университета и других исследовательских центров, смогла более точно определить количество тепла, хранилось на континентальных массивах суши в период с 1960 по 2020 год. Результат: континентальные массивы суши поглотили в общей сложности 23,8 x 1021 Джоули тепла между 1960 и 2020 годами. Для сравнения: это примерно в 1800 раз превышает потребление электроэнергии в Германии за тот же период. Большая часть этого тепла, примерно 90 процентов, хранится на глубине до 300 метров под землей. 9 процентов энергии используется для таяния вечной мерзлоты в Арктике, а 0,7 процента хранится во внутренних водоемах, таких как озера и водохранилища. «Хотя внутренние водоемы и вечная мерзлота хранят меньше тепла, чем земля, за ними необходимо постоянно следить, поскольку дополнительная энергия в этих подсистемах вызывает значительные изменения в экосистемах», — говорит исследователь УФЗ и ведущий автор исследования Франсиско Хосе Куэста. Валеро.
Ученые также продемонстрировали, что количество тепла, запасаемого в земле, вечной мерзлоте и озерах, постоянно увеличивается с 1960-х годов. Например, при сравнении двух десятилетий с 1960-1970 гг. и с 2010-2020 гг. эта величина увеличилась почти в 20 раз с 1,007 до 18,83 х 10.21 Джоули в земле от 0,058 до 2,0х10.21 Джоули в районах вечной мерзлоты и от -0,02 до 0,17х10.21 Джоули во внутренних водоемах. Исследователи использовали более 1000 температурных профилей по всему миру, чтобы рассчитать количество тепла, хранящегося на глубине до 300 метров. Они использовали модели для оценки запасов тепла в вечной мерзлоте и внутренних водоемах. Например, они объединили глобальные модели озер, гидрологические модели и модели земной системы для моделирования вод. Они оценили накопление тепла в вечной мерзлоте с помощью модели вечной мерзлоты, которая учитывает различные вероятные распределения подземного льда в Арктике. «Использование моделей позволило нам компенсировать отсутствие наблюдений во многих озерах и в Арктике, а также лучше оценить неопределенности из-за ограниченного количества наблюдений», — объясняет Франсиско Хосе Куэста-Валеро.
Количественное определение этой тепловой энергии важно, поскольку ее увеличение связано с процессами, которые могут изменить экосистемы и, следовательно, иметь последствия для общества. Это касается, например, вечномерзлых грунтов в Арктике. «Хотя количество тепла, запасаемого в вечной мерзлоте, может составлять лишь девять процентов от количества тепла, накопленного на континенте, увеличение за последние годы еще больше способствует выбросу парниковых газов, таких как углекислый газ и метан, из-за таяния вечной мерзлоты», — говорит Франсиско Хосе. Куэста-Валеро. Если тепловая энергия, запасенная в земле, увеличивается, поверхность земли нагревается, тем самым подвергая риску, например, стабильность запасов углерода в земле. В сельскохозяйственных районах связанное с этим потепление поверхности может создать угрозу для урожая и, следовательно, для продовольственной безопасности населения. Во внутренних водоемах изменение термического состояния может повлиять на динамику экосистем: ухудшается качество воды, нарушается углеродный цикл; Цветение водорослей увеличивается и, в свою очередь, влияет на концентрацию кислорода и первичную продуктивность, тем самым влияя на производство рыбной продукции.
Поэтому соавтор профессор д-р Цзянь Пэн, руководитель отдела дистанционного зондирования UFZ, резюмирует: «Важно более точно определить количественно и отслеживать, сколько дополнительного тепла поглощается континентальными массами суши. Это ключевой показатель. для понимания того, как изменения в природных процессах, возникающие в результате накопления тепла, повлияют на людей и природу в будущем».
