南极冰层中的历史火灾为气候模型提供了关键信息

Josiah01 · 发表于 2024-8-12 16:14:11

剑桥大学和英国南极调查局的研究人员通过测量南极冰层中的一氧化碳，追踪了过去 150 年的火灾活动。野火、烹饪和公共火灾都会释放这种气体以及烟雾和颗粒物。
研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上，揭示了自 19 世纪以来，生物质燃烧的变化比人们想象的要大。新数据可能有助于改进气候模型，该模型依赖于过去大气气体（如一氧化碳）的信息来改进预测。
剑桥大学地球科学系的论文高级作者雷切尔·罗德斯 (Rachael Rhodes) 说：“我们一直缺少人类开始大幅改变地球气候时期的关键信息；这些信息是测试和开发气候模型所需的。”
新的一氧化碳记录填补了这一时间空白。研究人员通过测量南极洲冰芯中的一氧化碳，绘制了 1821 年至 1995 年之间的生物质燃烧强度。这些冰芯内的冰层是在随后几年的降雪中形成的，包裹着直接检测当时大气成分的空气袋。
“近几十年来，冰芯中很少发现微量气体，”这项研究的主要作者、剑桥地球科学研究所和英国南极调查局的伊沃·斯特劳森 (Ivo Strawson) 说。“我们需要工业化开始后大气成分的信息，以减少气候模型中的不确定性，这些模型依赖这些记录来测试或推动其模拟。”
斯特劳森说，从非常年轻的冰层中测量气体的主要困难是加压气泡在更多雪的重压下还没有时间形成。为了解决这个问题，研究人员研究了雪快速堆积的地方的冰。这些冰芯保存在 BAS 的专用冰芯实验室中，是作为先前国际项目的一部分从南极半岛收集的。
为了测量一氧化碳，研究人员开发了一种最先进的分析方法，该方法可以不断融化冰，同时提取空气。他们收集了过去 150 年来数以万计的气体测量数据。
研究人员发现，自 20 世纪 20 年代以来，生物质燃烧强度一直在稳步下降。Rhodes 表示，这种下降与 20 世纪初南部非洲、南美洲和澳大利亚的农业扩张和集约化相吻合。随着荒地转变为农田，森林覆盖率受到限制，进而导致火灾活动减少。
罗兹说： “这一趋势反映了土地转换和人类扩张对景观和生态系统产生了负面影响，导致自然火灾状况发生重大转变，进而改变了地球的碳循环。”
许多气候模型（包括 IPCC 使用的模型）都假设火灾活动会随着人口增长而增加。但 Rhodes 表示，“我们的工作增加了越来越多的证据，表明这一假设是错误的，历史火灾活动的清单需要纠正，以便模型能够准确地复制我们在记录中看到的变化。”
雷切尔·罗兹（Rachael Rhodes）是剑桥大学沃尔夫森学院的研究员。

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