气候变化的影响正在缩短北极的积雪季节。然而，根据加州大学欧文分校的地球系统科学家进行的一项新研究，北极某些地区的积雪厚度异常加深，这种厚雪正在促使长期冻结的永久冻土中的碳释放，从而增加了二氧化碳和甲烷等温室气体的排放。
该研究的主要作者、地球系统科学教授克劳迪娅·齐姆齐克表示：“这是我们首次通过长期实验直接测量古代碳的全年动员，结果显示较深的雪可能迅速动员土壤深处的碳。”这项研究发表在《AGU Advances》期刊上。“不幸的是，这一发现支持了永久冻土碳排放将加剧大气中二氧化碳水平上升的观点。”
研究的实地工作在阿拉斯加图里克湖的国际冻土带实验(ITEX)进行，该实验自1994年由阿拉斯加大学的研究联合主要作者杰夫·威尔克发起。威尔克解释说，实验的初衷是探讨更深的雪对北极苔原生态系统的影响。
近年来，UCI与阿拉斯加的联合团队在ITEX遗址进行了实地考察，发现北极苔原生态系统已成为古代二氧化碳的全年来源。这是由于埋在雪下的永久冻土融化，自1994年以来，积雪深度是长期平均深度的三到四倍。
在研究开始时，威尔克的团队和气候科学家并未预料到更深的雪会导致永久冻土如此迅速地融化。
威尔克表示：“这些发现表明，阿拉斯加北极永久冻土的稳定性可能会对全球范围内的冬季降雪条件变化做出迅速反应，那里的冬季可能长达8个月。”“这种冬季气候反馈是苔原的特征，以前未被充分认识。”
齐姆齐克解释说，研究小组的发现表明，即使人类立即停止排放导致全球变暖的气体，北极地区的排放仍将持续。
她说：“这意味着，如果气候模型是正确的，观测结果继续显示降雪增加，那么除了强烈的变暖，降雪将大大加速永久冻土的排放。”“当我看到数据时，我感到非常担忧。”
迄今为止，帮助政府间气候变化专门委员会等组织预测不同气候变化情景的气候模型并未考虑永久冻土的排放，部分原因是这些排放难以量化。然而，Czimczik和她的团队在UCI建立了传感器，能够直接测量北极地区永久冻土的碳排放。
“我们不确定是否能在野外观察到永久冻土的碳排放，”Czimczik说。“然而，我们甚至在夏季也能看到古代碳的排放，尽管此时植物的碳排放应该占主导地位。”
前加州大学洛杉矶分校地球系统科学博士生肖恩·佩德龙和阿拉斯加大学博士后研究员格斯·杰斯珀森于2019年访问该地点并安装了传感器。
“在遥远的北极收集数据相当困难，但也非常令人难忘，”佩德龙说。“古代碳在被雪隔绝的土壤中被动员的结果是我们早期工作中所期望的，但我们也惊讶地发现，在积雪加深的地区，总体碳含量显著更高。”
杰斯珀森表示：“在北极进行近30年的实验，尤其是关注冬季条件的实验，实属罕见。”“这个时间框架为我们提供了一个独特的窗口，让我们了解未来北极的可能性，见证和记录由更多雪引起的生态系统变化，这让人警醒。”
当前的气候变化正在导致北极大部分地区的冰雪消融。然而，导致退缩的变暖也增加了蒸发，从而在某些地区导致降水增加。更深的雪如同一层毯子，将夏季变暖的地面与冷空气隔绝。这导致永久冻土解冻，使微生物能够消耗先前冻结的有机物质，并在此过程中释放出温室气体。
“永久冻土的排放很可能比我们预期的要早，”齐姆齐克说。
Czimczik补充说，她希望人们对自然排放威胁的认识不断提高，从而进一步鼓励人们遏制人类活动造成的其他排放。“对于个人、首席执行官和政府来说，这是一个减少排放和投资碳捕获解决方案的机会，我们需要做得比想象中更好，因为永久冻土的排放将使我们无法实现温室气体和温度目标。”
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