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

Техпарад Техпарад

Новости мира науки и техники

Популярная механика
Освободите себя от ненужных споров Освободите себя от ненужных споров

8 правил деэскалации в общении

Reminder
«Мы пытались спасти свой брак, но поняли, что это невозможно...» «Мы пытались спасти свой брак, но поняли, что это невозможно...»

Петр Кислов о Полине Гагариной

Коллекция. Караван историй

Фэшн-провалы Кендалл Дженнер

The Voicemag
Как не пойти на дно и перезапустить бизнес в «новой реальности» Как не пойти на дно и перезапустить бизнес в «новой реальности»

О том, как обезопасить бизнес сегодня и переформатировать его под реалии завтра

Inc.
«Мне жалко его, очень жалко» «Мне жалко его, очень жалко»

Сергей Бодров-старший о своем сыне и своем новом фильме «Дышите свободно»

Weekend
Отвращение к глюкозе заставило мутантных тараканих отвергнуть брачные подарки диких самцов Отвращение к глюкозе заставило мутантных тараканих отвергнуть брачные подарки диких самцов

Как мутации тараканов влияют на их брачные ритуалы

N+1
Восстановление батареи ноутбука: дешевле, чем покупать новую Восстановление батареи ноутбука: дешевле, чем покупать новую

Почему полезно следить за батареей ноутбука

CHIP
Человек с фотоаппаратом: как военные корреспонденты ставились проводниками памяти Человек с фотоаппаратом: как военные корреспонденты ставились проводниками памяти

Военная фотожурналистика остается одним из мощнейших средств фиксации реальности

Forbes
Истории трудностей и инноваций: что бизнесу стоит рассказать о себе Истории трудностей и инноваций: что бизнесу стоит рассказать о себе

Почему клиентов отталкивают цифры и привлекают истории

VC.RU
«Новый Шалом» в Москве и внутренний исход. Интервью с режиссерами Олегом Липовецким и Петром Шерешевским «Новый Шалом» в Москве и внутренний исход. Интервью с режиссерами Олегом Липовецким и Петром Шерешевским

Режиссер Олег Липовецкий и Петр Шерешевский — о театрах и спектаклях

СНОБ
Сельский шик и гоночные рекорды: история мотоциклов Иж Сельский шик и гоночные рекорды: история мотоциклов Иж

Ижевск — город оружейников, неприхотливых автомобилей и, конечно, мотоциклов

Вокруг света
«Москвич» возвращается. 8 самых культовых моделей марки «Москвич» возвращается. 8 самых культовых моделей марки

Культовые модели возрождающейся марки «Москвич»

РБК
Персона Персона

О будущем B2B-сегмента в интернет-торговле

Robb Report
9 абсурдных и нелепых мифов о беременности, в которые многие продолжают верить 9 абсурдных и нелепых мифов о беременности, в которые многие продолжают верить

Беременность. Как отличить суеверия от фактов

TechInsider
Николай Изволов: «Киноведение — это смесь детектива и археологии» Николай Изволов: «Киноведение — это смесь детектива и археологии»

Интервью Николая Изволова, в котором он рассказывает о восстановлении ушедшего

Arzamas
Сати Спивакова: «Спустя целую жизнь я наконец-то занимаюсь любимым делом» Сати Спивакова: «Спустя целую жизнь я наконец-то занимаюсь любимым делом»

Сати Спивакова о том, как вернулась на театральную сцену спустя много лет

Эксперт
Еще 10 неожиданных привычек, которые выдают в тебе интеллектуала Еще 10 неожиданных привычек, которые выдают в тебе интеллектуала

Вторая часть культовой подборки о странностях умных людей

Maxim
Свет по шнурку. Оптоволокно – что такое, как работает и зачем нужно Свет по шнурку. Оптоволокно – что такое, как работает и зачем нужно

Как удалось передать свет по проводам, и почему именно свет?

Цифровой океан
Письмо каждой, кто считает себя неудачницей в 30 лет Письмо каждой, кто считает себя неудачницей в 30 лет

Письмо женщинам, которые перешагнули тридцатилетний рубеж

Psychologies
Ехать некуда: образ заграницы в российской поп-музыке Ехать некуда: образ заграницы в российской поп-музыке

Культурному интуризму в музыке пришел конец?

Правила жизни
Горько! Горько!

Какие из свадебных традиций действительно наши?

Лиза
Не детский писатель: за что Крупская, Сталин и другие партийные функционеры затравили Корнея Чуковского? Не детский писатель: за что Крупская, Сталин и другие партийные функционеры затравили Корнея Чуковского?

История творчества Корнея Чуковского

TechInsider
Гонконг, Казахстан или Грузия: куда лучше перевозить IT-компанию из России Гонконг, Казахстан или Грузия: куда лучше перевозить IT-компанию из России

Преимущества и недостатки оформления бизнеса в Армении, Грузии, Узбекистане

Forbes
Какими на самом деле были детсады в СССР: воспоминания мам, детей и воспитателей Какими на самом деле были детсады в СССР: воспоминания мам, детей и воспитателей

Как женщин освобождали «от домашнего рабства» в СССР

Вокруг света
Там дыра. Что астрономы увидели в центре Млечного Пути Там дыра. Что астрономы увидели в центре Млечного Пути

Почему на построение изображений из космоса уходит так много времени?

N+1
Кантри и битва звезд: в чем драма музыкального сериала «Нэшвилл» Кантри и битва звезд: в чем драма музыкального сериала «Нэшвилл»

В сериале «Нэшвилл» жанр семейной драмы сочетается с политикой и музыкой кантри

The Voicemag
Сексуальные привычки животных: 5 самых необычных способов оплодотворения в дикой природе Сексуальные привычки животных: 5 самых необычных способов оплодотворения в дикой природе

Самые странные способы оплодотворить свою вторую половинку в животном мире

Популярная механика
Как не расклеиться после увольнения: 7 шагов Как не расклеиться после увольнения: 7 шагов

После увольнения предстоит внутренне собраться и сделать 6 шагов к новой жизни

Psychologies
Как защитить кровь от заболеваний: рекомендации гематолога-онколога Как защитить кровь от заболеваний: рекомендации гематолога-онколога

Как мы можем попытаться предотвратить развитие заболеваний крови?

Psychologies
Открыть в приложении