МОСКВА, 9 октября. /ТАСС/. Аэрозольная дымка над таежными лесами Арктики замедляет фотосинтез деревьев и вызывает депрессию роста растений. Причинами этому могут быть как индустриальные выбросы, которые ее создают, так и природные факторы, сообщил ТАСС один из авторов исследования, посвященного влиянию индустриальных выбросов на субарктические лесные экосистемы, заведующий кафедрой математических методов и информационных технологий Сибирского федерального университета (СФУ) Владимир Шишов.
Основные выводы исследования, в котором приняла участие большая группа специалистов из ряда стран, опубликованы в журнале Ecology Letters. Работа была поддержана грантом Российского научного фонда (РНФ).
Арктическая мгла
Арктическое затемнение (или мгла) - оптический эффект, наблюдающийся в северных широтах и связанный с различными аэрозольными загрязнителями - элементами, которыми насыщены промышленные выбросы. По данным ученых, этот эффект начал проявляться с середины XX века, когда во всем мире восстановилась послевоенная промышленность. Эта взвесь в воздухе, помимо ее загрязняющего влияния на атмосферу, нарушает еще один важный процесс в субарктических экосистемах - фотосинтез деревьев.
"Из-за эффекта затемнения попадающей на земную поверхность солнечной радиация стало меньше. Мы попытались связать это уменьшение приходящей солнечной энергии с ростом деревьев, на основе нашей российской модели Ваганова-Шашкина, являющейся одной из самых цитируемых моделей в своей области в мировом научном сообществе. Мы модифицировали нашу модель и показали, что учет эффекта затемнения существенно улучшает моделирование роста деревьев на огромной территории, делая оценки очень точными", - рассказал Шишов.
Причины и последствия
Такую тенденцию ученые отследили для лесов на огромной территории - от устья реки Оби (Западная Сибирь) до реки Хатанги (полуостров Таймыр). Для этого исследователями было проведено математическое моделирование роста деревьев с учетом эффекта затемнения, которое показало очень высокую корреляцию между этими двумя природными явлениями. Для выяснения причин возникновения дымки над Арктикой ученые связались со своими зарубежными коллегами, которые занимаются изучением физики атмосферы. В итоге выяснилось, что есть несколько причин появления аэрозолей над субарктическими лесами. "Во-первых, это может быть связано с природными явлениями, затемнение атмосферы вызывается крупными вулканическими извержениями или серьезными лесными пожарами. Во-вторых, существенной составляющей является антропогенный фактор или активная индустриальная деятельность человечества", - пояснил Шишов.
По словам старшего научного сотрудника лаборатории биогеохимии экосистем СФУ, сотрудника Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН Александра Кирдянова, затемнение над бореальными лесами непостоянно. "Если посмотреть на карты, которые создаются на основе системы наблюдения за выбросами диоксида серы, то видно, что в самой Арктике находится очень небольшое количество предприятий, загрязняющих атмосферу, а основная масса таких предприятий находится в Юго-Восточной Азии, вносят свой вклад также Северная Америка и Европа", - поясняет он. Именно деятельность таких предприятий вследствие специфической циркуляции воздушных масс в Северном полушарии и приводят к возникновению арктической аэрозольной дымки.
"Скорость распространения воздушных масс в верхних слоях атмосферы может достигать 300 километров в час. В связи с переносом воздушных масс от экватора к северному полюсу на такую дымку влияют и страны юго-восточной Азии. Эти аэрозоли могут подниматься на достаточно большую высоту и за довольно короткий период времени они могут переноситься с экватора на северный полюс", - добавляет Владимир Шишов.
Замедление роста таежных лесов, по словам ученых, входит в противоречие с зафиксированным потеплением, которое наблюдаются по всей планете, особенно ярко в Арктике. Дело в том, что северные деревья очень чувствительны к температуре воздуха, в нормальных условиях увеличение температуры в таких условиях должно приводить к увеличению прироста деревьев, т. е. увеличению продуктивности субарктических лесов. Но картина иная благодаря арктической дымке. Этот новый фактор должен быть учтен при прогнозировании роста деревьев под влиянием глобального потепления.
"Большинство реконструкций изменения температуры высокого разрешения за последние 2000 лет основано на косвенных источниках информации, прежде всего параметрах годичных колец деревьев, которые наиболее чувствительны к температуре, особенно в северных регионах. Такие реконструкции являются основой для прогноза динамики температур в будущем, - поясняет Кирдянов. - Выявленные расхождения между положительным трендом температуры и ростом деревьев приводят к принципиальному вопросу, а насколько верны реконструкции и прогнозы хода температур, основанные на использовании годичных колец деревьев. Наше исследование предлагает решение этой проблемы".
Контроль за выбросами
Влияние аэрозолей на деревья часто становится губительным. С 1970-х годов в Арктике погибли бореальные леса на площади 24 тыс. кв. километров. По данным ученым, к началу 2000-х годов темпы роста деревьев в таких лесах снизились в 2 раза по сравнению с 1960-ми годами. Решить проблему возникновения аэрозольного загрязнения в северных широтах помогут только общие договоренности и усилия всех стран, производящих выбросы в атмосферу. "Защитить Арктику от явления, которое описывается в нашей статье, может только все мировое сообщество. Оно могло бы выработать определенного рода решение, которое позволило бы существенно уменьшить нагрузку на арктические и субарктические экосистемы", - пояснил Шишов.
Об университете
СФУ - первый в России федеральный университет, основанный в 2006 году путем объединения четырех вузов в Красноярске. Крупнейший университет восточной части России. В 2019 году в университете по инициативе губернатора края Александра Усса был создан департамент комплексного изучения Арктики. Среди задач департамента - организация исследований красноярской Арктики, обеспечение административной поддержки арктических проектов, определение прорывных проектов, подготовка кадров для этой территории.
