You are currently viewing Australijskie pożary napędzały bezprecedensowe zakwity

Australijskie pożary napędzały bezprecedensowe zakwity

Australian Fires Fueled Unprecedented Blooms

Bogate w żelazo aerozole z pożarów w latach 2019-2020 zapłodniły ogromne populacje fitoplanktonu na dalekim Południowym Pacyfiku.

Katastrofalne pożary, które spaliły lasy eukaliptusowe w południowej i wschodniej Australii latem 2019-2020, były bezprecedensowe pod względem skali i intensywności. Rozpoczęły się w październiku 2019 r. i płonęły do ​​stycznia 2020 r., spaliły miliony hektarów i zabiły lub przesiedliły około 3 miliardów zwierząt. Pożary emitowały ogromne ilości dwutlenku węgla i unosiły się smugi dymu do rekordowych wysokości.

To zadymione lato wpłynęło również na ekosystemy morskie oddalone o tysiące kilometrów, zgodnie z nowymi badaniami, które połączyły dane satelitarne i pomiary powierzchni. Od grudnia 2019 r. do marca 2020 r. osadzanie się aerozoli wyemitowanych przez pożary wywołało zakwity fitoplanktonu w normalnie ograniczonych żelazem wodach Południowego Pacyfiku i Oceanu Południowego. Łącznie powierzchnia tych zakwitów przekroczyła wielkość Australii.

Powyższe zdjęcie, wykonane 6 stycznia 2020 r. przez japońskiego satelitę Himawari-8, pokazuje pióropusz dymu i popiołu wypływający z pożarów na południowo-wschodnim wybrzeżu Australii. W miarę ocieplania się globalnego klimatu oczekuje się, że takie pożary będą rosły z częstotliwością i intensywnością, uwalniając więcej dwutlenku węgla, co jeszcze bardziej napędza zmiany klimatyczne.

Ważne jest, aby zrozumieć wpływ takich pożarów nie tylko na lokalne ekosystemy, ale także na odległe, zauważył biogeochemik morski Weiyi Tang z Princeton i biogeochemik Nicolas Cassar z Duke University, główni autorzy badania. „Fakt, że zarówno pożary, jak i zakwity były bezprecedensowe w zapisie satelitarnym, początkowo dał nam podejrzenie, że mogą być połączone” – powiedział Cassar.

Aby określić ilościowo aerozole emitowane przez pożary, zespół zbadał dane dotyczące głębokości optycznej aerozolu (AOD) z usługi monitorowania atmosfery Copernicus (CAMS), która częściowo opiera się na pomiarach ze spektroradiometru obrazowania średniej rozdzielczości (MODIS) na satelitach Terra i Aqua NASA . W widmie widzialnym AOD stanowi miarę ilości pyłu pustynnego, soli morskiej, siarczanu, materii organicznej i sadzy w słupie powietrza. Naukowcy przyjrzeli się konkretnie AOD czarnego węgla jako proxy dla aerozoli pożarowych. Tang, Cassar i współpracownicy odkryli, że emisje czarnego węgla pochodziły głównie z pożarów w południowej i wschodniej Australii i w ciągu kilku dni rozprzestrzeniły się na rozległy południowy Pacyfik.

Zespół zbadał również stężenia chlorofilu zarejestrowane przez Inicjatywę Zmiany Klimatu Koloru Oceanu Europejskiej Agencji Kosmicznej. OCCI łączy dane ze Spektrometru Obrazowania Średniej Rozdzielczości (MERIS) na Envisat, Terra MODIS, Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) oraz Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor (SeaWiFS).

Powyższe mapy pokazują miesięczne poziomy aerozolu (po lewej) i anomalie chlorofilu (po prawej) od listopada 2019 r. do lutego 2020 r. Naukowcy zidentyfikowali dwa regiony na południe i wschód od Australii, w których stężenia chlorofilu były dwukrotnie wyższe niż normalne poziomy sezonowe — wartości nigdy wcześniej nie obserwowane w 22-letni rekord satelitarny. Te anomalie chlorofilowe wystąpiły w ciągu kilku dni do tygodni po szczytach w aerozolach sadzy. W tych dwóch regionach wartości aerozolu czarnego węgla były również o 300 procent wyższe niż normalnie, co jest poziomem bezprecedensowym w 17-letniej historii aerozoli.

Gdy pióropusze pożaru spływały z kontynentu australijskiego, minęły stację pobierania próbek powietrza na szczycie Mount Wellington na Tasmanii. Analizy zebranych tam próbek aerozoli w powietrzu ujawniły obecność żelaza i cząsteczki sacharydu zwanej lewoglukozanem, która tworzy się podczas spalania celulozy – bezpośredni dowód na to, że aerozole pochodziły z pożarów. Z wiatrem, Argo unosi się w oceanie, również wykrył podwyższony poziom chlorofilu w obszarach zakwitu, potwierdzając, że satelitarny sygnał chlorofilu był prawdziwy.

Związek między aerozolami dymu a zakwitem został również potwierdzony przez model, który obliczył trajektorie paczek lotniczych opuszczających pożar. „Głębokość optyczna aerozolu i modelowane trajektorie mas powietrza potwierdziły, że zakwity glonów znajdowały się na drodze aerozoli z pożarów” – powiedział Cassar.

Zespół rozważał nawet, czy naturalna zmienność w oceanie – taka jak dipol Oceanu Indyjskiego, tryb pierścienia południowego lub oscylacja południowa El Niño – może wyjaśnić napływ składników odżywczych napędzających kwitnienie. „Nie było nic, co mogłoby wyjaśnić nasze obserwacje”, powiedział Tang. „Okazuje się, że naturalna zmienność była stosunkowo niewielka w porównaniu z tym, co zaobserwowaliśmy”.

W powiązanym artykule inny zespół badawczy poinformował, że pożary w latach 2019-2020 wyemitowały ponad dwukrotnie więcej dwutlenku węgla niż wcześniej szacowano, co jest wielkością przewyższającą roczne emisje dwutlenku węgla w Australii z pożarów i paliw kopalnych. Zakwit fitoplanktonu początkowo pochłaniał dużą część tego dwutlenku węgla, ale jego ostateczny los – na przykład, czy był oddychany na powierzchni, czy eksportowany do głębokich oceanów – nie jest jeszcze znana. „Dla nas świętym Graalem jest ustalenie, w jakim stopniu ten rozkwit kompensuje emisję dwutlenku węgla związaną z australijskimi pożarami” – powiedział Cassar.

Wyjaśnienie powiązań między pożarami, atmosferycznym dwutlenkiem węgla i ekosystemami morskimi może pomóc w ulepszeniu globalnych modeli obiegu węgla. „Skupiliśmy się na australijskich pożarach, ponieważ były naprawdę wyjątkowe pod względem wielkości, ale myślę, że warto przyjrzeć się również innym pożarom, w tym w Kalifornii i innych regionach świata” – zauważył Cassar. „A jeśli jest to ważne, globalnie, to musi być lepiej reprezentowane w modelach systemu Ziemi”.

Zdjęcia z Obserwatorium Ziemi NASA wykonane przez Joshuę Stevensa, wykorzystujące dane dzięki uprzejmości Tang, W., et al. (2021), w tym dane Europejskiej Agencji Kosmicznej oraz dane MODIS z NASA EOSDIS LANCE i GIBS/Worldview. Zdjęcia Himawari dzięki uprzejmości Japońskiej Agencji Meteorologicznej. Opowieść Sary E. Pratt.

Read More…

Zobacz inne zdjęcia dnia NASA