本世纪北极地区雷击次数可能增加一倍，导致苔原地区发生火灾

2019 年至 2020 年期间，西伯利亚苔原地带发生了数百起火灾，释放的碳储量相当于法国全年的排放量。随着北极地区持续变暖，类似的火灾可能会变得更加常见：闪电是极北地区为数不多的火灾诱因之一，也变得越来越常见。

根据昨天发表在《自然气候变化》杂志上的研究，到本世纪末，如果温室气体排放继续照常进行，北极发生雷电的可能性将会增加一倍。

“我们一直在尝试找出北极地区未来将如何变化，该地区以前很少发生火灾，”加州大学欧文分校研究气候和野火的杨晨 (Yang Chen) 说道，他是这项研究的首席研究员。“唯一的点火源是雷击。”

闪电需要两种成分：从地面快速上升的暖空气和水分。“当暖空气出现时……它会在空气中冒泡，”阿拉斯加大学气候学家彼得·比尼克 (Peter Bieniek) 表示，他没有参与这项研究。“它实际上会凝结，就像潮湿的空气凝结在凉爽的窗户上一样。”当水结成冰时，就会产生闪电。

目前，北极寒冷干燥，因此闪电很少见。但通过将北极闪电的卫星记录与显示未来可能发生这些情况的全球气候模型进行比较，该团队可以精确地预测随着时间的推移雷击的可能性。他们发现，即使排放量减缓，每升温 1 摄氏度，闪电数量也会增加约 40%。

这种动荡潮湿的天气在美国越来越常见。 《科学》杂志 2014 年的一项研究预测，到本世纪末，美国将经历 50% 以上的雷电。陈说，令人惊讶的是北极的变化幅度：“它真的很大。比世界其他地区大得多。”

《自然》杂志的这项研究实际上是最近在北极地区发现这一结果的第二项研究：阿拉斯加的一个研究小组去年预测，未来一个世纪该州的雷击次数将翻一番。阿拉斯加大学费尔班克斯分校的火灾生态学家、这项研究的合著者艾莉森·约克表示，这项最新研究的结果与其他研究一致。“气候变化的物理学原理会告诉我们，是的，仅仅因为气温升高，雷击次数就会增加。”

这些变化不仅对北极地貌有影响，而且对整个地球也有影响。

目前，火并不是苔原的主要组成部分。“如果你想到苔原生态系统，你会想到这些微小的植物：小小的蓝莓、矮苔藓、桦树、大量的苔藓，”约克说。这是因为每年夏天只有几英寸到 1 英尺的地面解冻，而较大的植物无法在浅层条件下生存。这也意味着火灾通常不会广泛蔓延。“火灾有点像泥炭燃烧，沿着地表燃烧，”陈说，或者燃烧到地下储存的碳中。

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约克说，苔原上的“泥土”主要是一层层老的、死去的植物，“形成了一层苔藓和枯枝落叶”，被称为腐殖质。

更多的闪电意味着更多的火灾，这可能会让环境变得完全不同。春季融雪可能会深入地下，树木可能会在裸露的土壤中生根。这一过程可能会加速变暖，甚至可能引发更多的闪电。

永久冻土层岌岌可危，这是一层坚硬如石的土壤，数万年来从未融化，其中锁住了甲烷、半腐烂植物和富含碳的泥土。在一些地方，这些物质堆积了数千英尺深。当它们通过燃烧、腐烂或简单地散入空气而逸出时，就会加剧温室气体排放，加速气候变化。

随着绝缘苔藓和草被烧毁，永久冻土可能会融化得更快。“那层覆盖物使永久冻土保持低温。当火烧穿那层腐殖质时，下面的地面就会暴露出来并变暖，”约克说。

如果火势蔓延得足够深，就会有更多的土地可供生长，树木和灌木丛就会移居进来，从而加速变暖过程。由于树木比周围的雪更暗，它们会吸收热量而不是反射热量。“你实际上可以将太阳的能量直接传送到土壤表面，因此你实际上可以加速永久冻土的融化，”詹姆斯·兰德森 (James Randerson) 说，他是最近这篇论文的作者，他在加州大学欧文分校研究气候变化对北极生态系统的影响。

森林对火灾和雷电也有影响；有证据表明，由于森林创造了温暖潮湿的环境，因此实际上可以促进头顶上空的雷暴。当北方森林发生火灾时，火势往往会从一棵树蔓延到另一棵树，导致火势更大。雷电在森林中可能也会变得更加常见，但不会带来同样的景观变化。

约克说：“我们还没有看到大规模树线迁移的记录，但这可能只是一个需要很长时间才能观察到的过程。”她还指出，一些趋势已经可以在局部地区看到，比如 2007 年发生过一次巨大苔原火灾的地方，现在柳树和其他灌木丛已经重新长出来。

兰德森同意这一转变可能需要几十年的时间。“气候条件适宜与这些树木的迁移速度之间存在时间延迟。它们需要一段时间才能赶上。”

2021 年 4 月 6 日更正：本文之前错误描述了去年北极发生的火灾数量。火灾数量是数百起，而不是之前所说的几起。本文之前还错误地引用了“特洛伊”，而本应引用的是艾莉森·约克。