Растут ли с годами выбросы парниковых газов пожарами?

Наука и жизньНаука

Катастрофические природные пожары 2021 года: случайная аномалия или новая норма?

Леонид Юрганов, Университет Мэриленда (Балтимор, США)

Леса принято называть «лёгкими планеты»: в процессе фотосинтеза они поглощают из атмосферы углекислый газ (СО2, или двуокись углерода) и выделяют кислород. Молодой, растущий лес активно переводит атмосферный углекислый газ в древесину. С увеличением возраста дерева этот эффект уменьшается и постепенно сходит на нет. Дерево умирает, становится пищей для бактерий, и бактерии возвращают СО2 в атмосферу. Таёжные пожары Северного полушария считаются обычным и даже положительным явлением, ведь огонь освобождает леса от старых деревьев и даёт возможность развиваться молодняку и поглощать СО2. Выделяемые пожарами парниковые газы, в первую очередь углекислый газ, таким образом, — часть естественного глобального углеродного цикла.

Сказанное, однако, справедливо только в условиях устойчивого климата. Под воздействием деятельности человека климат меняется, например, растёт температура, что приводит к росту интенсивности и количества засух, способствующих пожарам. Вклад природных пожаров в углеродный баланс может расти. Двуокись углерода и другие продукты горения добавляются к антропогенному СО2 и усиливают рост температуры. Это называется «положительной обратной связью».

В последние годы таёжные леса России (а также США и Канады) горят на огромных площадях, и эти площади всё увеличиваются. И тут встаёт вопрос, сколько же они выделяют парниковых газов в атмосферу? Углекислый газ — результат полного сгорания углерода. В условиях недостатка кислорода, например при горении торфа, существенная часть торфяной органики окисляется до моноксида углерода (СО), в просторечии — угарного газа. Кроме того, при высокой температуре почвенная органика может разлагаться до метана (СН4), второго по важности парникового газа после СО2.

По существующим данным1, при горении бореальных лесов (то есть лесов умеренных и холодных широт) на один килограмм СО2 выделяется 85 г СО и около 4 г метана. При торфяных пожарах выделяется 123 г СО и около 12 г метана на килограмм СО2. Однако нужно учитывать, что тепловой эффект, создаваемый СН4 для временнóго масштаба 20 лет, в 72 раза выше, чем эффект такого же количества углекислого газа2. Поэтому выброшенные 4 г и 12 г СН4 эквивалентны выбросу 288 г и 864 г СО2 для лесных и торфяных пожаров, соответственно. Мы видим, что парниковый эффект метана, образовавшегося при горении торфа, практически такой же, как и для СО2.

Оценка количества парниковых газов, выделяемых природными пожарами, в особенности в Сибири с её просторами и крайне редкой сетью наблюдений, не столь проста. Можно идти двумя путями. В первом случае площадь сгоревших лесов определяют по спутниковым наблюдениям в видимой и ближней ИК-областях спектра. Количество органического углерода в сгоревшей биомассе на данной территории можно оценить по имеющимся, хотя и редким, сетевым наблюдениям. Количество газообразных продуктов горения в расчёте на килограмм сухой биомассы зависит от типа пожара — верхового, низового, торфяного и т. п. Для простоты методики такого рода называются «bottom-up» (снизу вверх). Такой путь расчётов выбрала научная группа Амстердамского свободного университета (Vrije Universiteit Amsterdam, Нидерланды) под руководством доктора Гвидо ван дер Верфа (Guido van der Werf).

Другой путь оценки величины эмиссии парниковых газов основан на измерениях их концентраций в атмосфере: наземных, самолётных или спутниковых. Принято называть эти методики «top-down» (сверху вниз). Преимущество спутниковых измерений концентраций перед остальными — глобальный охват. Спутниковые спектрометры измеряют спектры излучения поверхности Земли в средней ИК-области или отражённого солнечного излучения в ближней ИК-области. Для пересчёта спектроскопических данных в концентрации газов, а затем в скорости эмиссии разрабатываются специальные программы. Основной недостаток спутниковых методов — невысокая точность. Недостаточная чувствительность спектральных измерений для нижних слоёв атмосферы требует внесения поправок на основе сравнения с данными более точных наземных спектрометров. Кроме того, облачность и дым от пожаров (аэрозоль) также искажают данные о концентрации выброшенных газов. Поэтому комбинация этих двух независимых подходов для исследования эмиссий парниковых газов представляется наиболее надёжным источником информации такого рода.

В этой статье использованы данные измерений оксида углерода СО с помощью орбитального спектрометра AIRS (Atmospheric Infrared Sounder) на спутнике Aqua, запущенном NASA в 2002 году. Это один из наиболее длительных рядов наблюдений за атмосферой на сегодняшний день. Программы обработки его спектральных данных с целью измерения температуры, влажности, облачности и других параметров на разных высотах в тропосфере созданы в Центре космических полётов им. Годдарда, США (NASA, Earth Observation Data). Эти программы постоянно совершенствуются, последняя версия — уже седьмая по счёту. Данные обработки, включая вертикальные профили концентраций метана и СО, доступны исследователям всех стран мира для анализа.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Сомерсет Моэм Сомерсет Моэм

Английский писатель и агент разведки Сомерсет Моэм

Дилетант
4 фразы нового партнера, которые должны стать для вас «красными флажками» 4 фразы нового партнера, которые должны стать для вас «красными флажками»

Как распознать сигналы, говорящие о нездоровых или даже опасных отношениях

Psychologies
Память — главная функция мозга Память — главная функция мозга

Отвечает директор Научного центра неврологии РАН академик Михаил Пирадов

Наука и жизнь
Почему «тургеневская барышня» — не комплимент: многие бездумно используют это обидное словосочетание Почему «тургеневская барышня» — не комплимент: многие бездумно используют это обидное словосочетание

«Ты такая нежная и изящная — прямо-таки тургеневская девушка!»

The Voicemag
«Современная энциклопедия для девочек»: что нужно с детстсва знать о личных границах «Современная энциклопедия для девочек»: что нужно с детстсва знать о личных границах

«Современной энциклопедии для девочек» — как девочкам искать и защищать себя

Forbes
ДК Бондарев ДК Бондарев

Приглашаем на экскурсию в музей-квартиру художника Сергея Бондарева

Собака.ru
«Как же это по-английски?»: почему мы так быстро забываем иностранные языки «Как же это по-английски?»: почему мы так быстро забываем иностранные языки

Случалось ли вам забывать, как пользоваться иностранным языком?

TechInsider
Не просто выбросить, а заработать Не просто выбросить, а заработать

5 выгодных способов избавиться от старой техники

Лиза
Не только о драконах: краткий гид по современному фэнтези Не только о драконах: краткий гид по современному фэнтези

Разбираемся, из чего состоит литературный жанр фэнтези

Правила жизни
По законам геометрии По законам геометрии

Оригинальная кровля делает неповторимым внешний облик этого частного владения

SALON-Interior
Почему факты не переубеждают Почему факты не переубеждают

Что заставляет нас держаться за ложные представления?

Reminder
Катерина Сильванова, Елена Малисова: «О чем молчит Ласточка». Продолжение бестселлера «Лето в пионерском галстуке» Катерина Сильванова, Елена Малисова: «О чем молчит Ласточка». Продолжение бестселлера «Лето в пионерском галстуке»

Глава из книги «О чем молчит Ласточка» — о рефлексии юношеской любви

СНОБ
10 цитат из «Далекого близкого» Ильи Репина 10 цитат из «Далекого близкого» Ильи Репина

Рассказываем о художнике Илье Репине через цитаты из его воспоминаний

Arzamas
Детство и юность Людмилы Гурченко. О малоизвестных фактах из жизни великой актрисы рассказывают ее друзья детства Детство и юность Людмилы Гурченко. О малоизвестных фактах из жизни великой актрисы рассказывают ее друзья детства

Бесценные свидетельства тех, кто знал Людмилу Гурченко в детстве и юности

Коллекция. Караван историй
В Россию возвращаются машины из Ирана. Что нужно знать про Iran Khodro В Россию возвращаются машины из Ирана. Что нужно знать про Iran Khodro

Iran Khodro — французская техника, иранский дизайн и новый амбициозный кроссовер

РБК
«Лавка Болотова». Как металлург из Тулы стал поставщиком помидоров в White Rabbit, Selfie и рестораны Новикова «Лавка Болотова». Как металлург из Тулы стал поставщиком помидоров в White Rabbit, Selfie и рестораны Новикова

Можно ли бросить всё, сделать ставку на продажу овощей и выиграть?

Inc.
Замки из песка. Обзор метавселенной The Sandbox Замки из песка. Обзор метавселенной The Sandbox

Блокчейн-игра The Sandbox стала для многих пользователей настоящей «песочницей»

Цифровой океан
Обзор Keyran: программы для создания и запуска макросов Обзор Keyran: программы для создания и запуска макросов

Макросы можно использовать как в играх, так и в обычной жизни

CHIP
Гриша Брускин: «Я смотрю туда, куда другие не смотрят» Гриша Брускин: «Я смотрю туда, куда другие не смотрят»

Гриша Брускин — о взаимоотношении литературы и визуального искусства

Полка
Запах псины, водка и другие вещи, которые берутся вовсе не оттуда, откуда все думают Запах псины, водка и другие вещи, которые берутся вовсе не оттуда, откуда все думают

Надеемся, тебе всегда было интересно, откуда на самом деле берутся водка и нефть

Maxim
Домашний тест для определения рака горла и полости рта показал точность в 90 процентов Домашний тест для определения рака горла и полости рта показал точность в 90 процентов

Может ли машина выявить рак горла и полости рта по слюне?

N+1
Мама, не грусти Мама, не грусти

Мамы проходят испытание послеродовой депрессией, даже не подозревая об этом

Лиза
Язык кошек и мозг таксистов: за что женщины получали Шнобелевскую премию Язык кошек и мозг таксистов: за что женщины получали Шнобелевскую премию

Женщины-ученые, которые внесли свой вклад в науку, не забывая о чувстве юмора

Forbes
Было навсегда, пока не кончилось: как равенство и инклюзия меняют продукты и компании Было навсегда, пока не кончилось: как равенство и инклюзия меняют продукты и компании

Как крупные компании изменились из-за политики DEI

Forbes
Не спешите считать овец: 6 необычных способов заснуть Не спешите считать овец: 6 необычных способов заснуть

Мучает бессонница? Неочевидные приемы, которые помогут уснуть

Psychologies
Оказалось, что бактерии-коммунисты ненавидят нахлебников и сами избавляются от тех, кто не трудится на благо колонии Оказалось, что бактерии-коммунисты ненавидят нахлебников и сами избавляются от тех, кто не трудится на благо колонии

Колонии бактерий не выдерживают «бактерий-халявщиков» в своих рядах

TechInsider
К внутренней свободе: три фильма «Докера» о том, как женщины переписывают свою судьбу К внутренней свободе: три фильма «Докера» о том, как женщины переписывают свою судьбу

В конкурс фестиваля вошли ленты о токсичных отношениях и переосмыслении травм

Forbes
Спасти отношения с любимым человеком: 10 шагов Спасти отношения с любимым человеком: 10 шагов

Стоит ли сохранять отношения, когда они трещат по швам?

Psychologies
Шеф-повар Мирко Дзаго — о штрафбате и мишленовских проектах Шеф-повар Мирко Дзаго — о штрафбате и мишленовских проектах

Шеф-повар Мирко Дзаго — о работе в мишленовских проектах и своем видении кухни

РБК
Шнековая или центробежная соковыжималка: чей сок лучше Шнековая или центробежная соковыжималка: чей сок лучше

Чем отличаются разные соковыжималки по принципу работы?

CHIP
Открыть в приложении