Лесные пожары как источник парниковых газов
Исследователи из Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр Сибирского отделения (ФИЦ КНЦ СО) РАН» вместе с коллегами из Института химии Общества Макса Планка оценили выбросы парниковых газов при лесных пожарах в Сибири, чтобы потом соотнести их с тем, насколько сильные повреждения получил лес.
Для этого использовали данные дистанционного зондирования, информацию о газовом составе дымовых шлейфов и результаты наземных точечных измерений. Для анализа взяли 2012 год, особенно тяжелый в смысле пожаров: тогда из-за аномальной жары, отсутствия осадков и частых сухих гроз площадь отдельных активных зон горения леса превышала десятки тысяч гектаров, а всего на территории Сибири горело более одного миллиона гектаров леса.
В статье в журнале «Метеорология и гидрология» говорится, что при лесных пожарах сильнее всего менялась концентрация угарного газа: во время беспламенной фазы пожара, когда лес тлеет, количество CO увеличивалось почти в 30 раз. Содержание метана в воздухе поднималось в два раза. Прирост концентрации углекислого газа, который часто считают основным парниковым газом, составлял около 8%. Авторы работы также рассчитали коэффициенты выбросов парниковых газов в дымовых шлейфах таежных пожаров. При сгорании одного килограмма сухого вещества в сибирской тайге в атмосферу попадает чуть больше полутора килограмм углекислого газа, немногим больше ста грамм угарного газа и четыре грамма метана.
Выброс парниковых газов зависел от степени повреждения леса, а повреждения, в свою очередь, были связаны с типом растительности. Меньше всего страдали смешанные леса с преобладанием лиственных деревьев, а наибольший ущерб от пожара получала темнохвойная тайга: в ней очень много горючих материалов. Также удалось обнаружить взаимосвязь между количеством выделившихся газов и мощностью теплоизлучения при пожаре, которую фиксирует спутник.
В целом комплексный подход позволил свести воедино несколько параметров: от того, сколько в лесу есть горючих материалов, и от того, какие свойства у этих материалов, зависит степень повреждения леса, а чем больше повреждается лес, тем больше при пожаре выделяется тепла и тем больше парниковых газов улетает в атмосферу. Таким образом, измеряя мощность теплоизлучения по спутниковым данным, можно оценить не только количество сгоревшей биомассы и нанесенный лесу ущерб, но и поток парниковых газов в атмосферу.
Необходимо отметить, что данные по изменению концентрации парниковых газов были получены на международной обсерватории ZOTTO, о которой мы уже как-то писали. Она появилась в 2006 году в рамках совместного проекта России и Германии, и предназначена как раз для наблюдений за динамикой парниковых газов в атмосфере.
Трехсотметровая мачта ZOTTO расположена в малонаселенной местности, на расстоянии более 600 километров от города Красноярска – так она достаточно удалена от промышленных и жилых центров, и позволяет исследовать вклад таежных экосистем в глобальный цикл углерода. На мачте на разных высотах установлены воздухозаборники, метеорологические приборы, а в лабораторном бункере у основания мачты размещено высокоточное оборудование для круглогодичного мониторинга состава атмосферы.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда, Правительства Красноярского края и Красноярского краевого фонда науки.
По материалам пресс-службы ФИЦ КНЦ СО РАН.