永久冻碳反馈

概览

永久冻土储存了由冷和被冻结的土壤缓慢分解而长期积累起来活性碳. 温暖会加深季节性地被冻活的层,并可能引发地面倒塌、侵蚀和野火以及突然形成的湖泊。 一旦以前被冻结的材料在生物上变得可用,微生物就将其中一部分转化为二氧化碳或甲烷来强化气候变暖.

技术基础

常冻地是至少连续两年保持在零摄氏度或低于正温的地面,但热能状态取决于雪绝缘性、植被和土壤特性。 冰楔和孔隙地的取出能占据大量量;熔融会引发下沉并改变排水. 有机物包括最近的地表输入和深埋的活性石英矿床。 分解率随温度,底质和氧而来. 甲苯基在有氧条件下活化,而土壤和水中甲烷氧化则会消耗所生出的部分气体后再被大气释放.

如何运作

热能会穿过雪地,植被相接而来;土壤和富于冰的地面也都会移动出水分并控制氧气的供应和运输. 气分解有利于二氧化碳;缺水的厌氧条件可以产生甲烷. 场室,eddy-相变塔所出地取井孔等遥感和放射性碳测量方法量化通量与活性炭龄. 地模型对夫妇冻土,植被活化相生火和微生物动力学进行估计区域反馈.

衡量和研究方法

洞温度记录,活性层网格和电能或地震地物理轨道解冻. Eddy相变将净生态系统交换在足迹上融合,室会解决小补丁并放射碳区分出旧的活性与当代植物呼吸. 飞机和卫星绘制了热卡、火伤疤及甲烷发作地,但需要地面验证。 孵化参数为微生物反应,而土地模型则代表土壤地层、水文和雪。 扩大范围必须保护地貌分量,因为湿地、被排干坡道和侵蚀的海岸有着根本不同的通力。

二. 主要想法

• 永久冻碳释放是一种渐进的和多变的反应,而不是一个瞬间的全球脉冲。
• 甲烷具有很强的近期变暖影响,而二氧化碳则通过不同的碳循环时间尺度持续.
• 地冰、排水和扰动决定了变暖是产生干分解还是湿热卡。

目前的研究领域

研究前沿为地球系统模型增加了突然的冻土、野火和横向碳迁移,这些模式历来强调逐步地进行活层深化。 雪和灌木的变化可以季节性地温暖或凉爽的土壤. 湖泊的甲烷排放取决于稀有采样可能缺失的水分。 主要不确定性包括深碳的可获取性、冻后植物生产力和区域水文。 观测网络需要冬季测量,因为冷季排放量为非零. 永久冻土反馈不会消除人类的活性:每一次避免变暖的增加都会减少暴露出碳,尽管一些承诺解冰并经过了很长的时间恢复后使对策在政策时间尺度上部分不可逆转。

为什么它很重要

包括永久冻土可以改善剩余的碳预算估计数并指导北部基础设施和生态系统规划。 观测还揭示出突然融化会产生粗糙的全球模型可能缺失的影响的地方。

限制和未决问题

在广大无法进入的地区,碳库存和深土壤过程仍然不确定。 植被生长可以抵消一些损失,但并非统一。 在水文和突然融化方面模型不同. 局部适应可以减少损害,但只有广泛的减排量才能限制推动反馈的变暖.