В новом исследовании говорится, что ураганы Ирма и Мария в 2017 году уничтожили четверть биомассы, содержащейся в деревьях Пуэрто-Рико. Удивительное открытие предполагает, что будущие ураганы, вызванные потеплением климата, могут быть еще более разрушительными для лесов, чем ученые уже прогнозировали. Исследование опубликовано на этой неделе в журнале Scientific Reports.
«До сих пор основное внимание в ущерб лесам уделялось катастрофической скорости ветра. Здесь данные показывают, что дождь, как правило, является самым большим фактором риска», - сказал Джазлин Холл, доктор философии Колумбийского университета. студентка, руководившая исследованием. Ее команда определила несколько способов, которыми сильные дожди могут повалить деревья, но они еще не полностью понимают это явление, сказала она. Она сказала, что добавление вызванных климатом экстремальных осадков к различным опасностям, угрожающим тропическим и субтропическим лесам, предполагает, что в будущем они могут накапливать меньше углерода, чем считалось ранее..
Когда 6 сентября 2017 года Ирма прибыла из Пуэрто-Рико, это был самый сильный атлантический ураган из когда-либо зарегистрированных. (Два года спустя Дориан превзошел его.) Но главный шторм прошел далеко от берега; он вылил фут дождя, но избавил остров от сильнейших ветров. Леса пострадали незначительно. Затем, две недели спустя, 20 сентября, Мария попала прямо, с устойчивым ветром до 130 миль в час и поразительным 5-футовым дождем за 48 часов в некоторых районах.
Исходя из комбинации спутниковых снимков и наземных исследований, сделанных за год до ураганов и повторенных вскоре после них, исследователи говорят, что после урагана Мария погибло около 10,4 миллиарда тонн древесной биомассы Пуэрто-Рико. упал, с оторванными стволами, вырванными с корнем или лишенными листьев и ветвей - 23 процента доураганного леса острова. Но ущерб был неравномерным, и исследователи отсортировали различные факторы риска, которые могли объяснить различия.
Общепринятое мнение гласит, что большие деревья высоко на склонах, непосредственно подверженные воздействию сильного ветра, должны больше всего страдать от бури. Действительно, исследователи обнаружили, что высота купола была решающим фактором; они подтвердили более раннее исследование, показывающее, что в первую очередь пострадали самые большие деревья острова. После этого расхожее мнение растворилось. Углубляясь за пределы высоты деревьев, ученые обнаружили, что следующими наиболее важными факторами были количество дождя, выпавшего в конкретной местности, плюс максимальная локальная устойчивая скорость ветра. В их основе: количество предшествующих дождей от Ирмы плюс количество воды, которое могло быть сохранено в первых пяти футах или около того почвы от обоих штормов. Суммируя все это, исследователи пришли к выводу, что дождь и его накопление в почве доминировали в определении того, какие места пострадали больше всего. Уклон, возвышение, топографическая защищенность от ветра и ориентация по ветру оказались самыми слабыми факторами.
"Это удивительно, в том смысле, что, когда вы думаете об ущербе, нанесенном ураганами лесам, вы думаете о ветре", - сказала советник Холла и соавтор статьи Мария Уриарте, профессор Колумбийского института Земли. «Мы хорошо знаем, что наводнение делает с человеческой инфраструктурой, но не столько с природными экосистемами». Уриарте руководил серией предыдущих исследований штормов, в том числе прошлогодним, предполагая, что леса на пути все более сильных и частых ураганов могут в конечном итоге прийти в необратимое упадок..
Исследователи говорят, что сильный дождь потенциально может повлиять на деревья разными способами. Во-первых, на относительно ровных участках с пористыми почвами, обладающими высокой способностью удерживать воду в течение длительного времени, Ирма, вероятно, предварительно наполнила грязь жидкостью. Когда появилась Мария, земля вокруг корней деревьев стала заболоченной. Теоретически это ослабило бы почву и облегчило бы ветру выкорчевывание деревьев.
В дополнение к выкорчевыванию, исследователи также обнаружили, что у многих деревьев в районах с высоким уровнем повреждений вместо этого были сломаны стволы. Холл предположил, что это могло произойти из-за того, что дождь одновременно увеличивает вес почвы и кроны дерева, вызывая повышенную нагрузку на ствол перед лицом сильного ветра. По ее словам, более тяжелый навес также может способствовать выкорчевыванию, просто облегчая дереву опрокидывание в насыщенной почве. Как ни странно, деревья, растущие на склонах, могут во многих случаях лучше сопротивляться повреждениям, потому что почвы там могут истощаться быстрее, чем в низинах, защищенных от ветра, но собирающих больше осадков.
«Защитная роль топографии может быть уменьшена во время штормов силы урагана Мария, что может предвещать аналогичные эффекты в будущих сильных штормах», - говорится в документе. «Наше исследование поддерживает идею о том, что смешанные возмущения могут взаимодействовать непредсказуемым образом».
Ураганы черпают свою силу из нагретого воздуха, и предыдущие исследования прогнозировали, что из-за потепления климата скорость ветра ураганов в Северной Атлантике может увеличиться на 6-15 процентов к 2100 году. Возможно, это более заметно в свете нового исследования.: Теплый воздух также притягивает больше влаги, и современные модели прогнозируют, что количество осадков увеличится еще более резко - на 20 с лишним процентов. Вдобавок к этому ураганы могут останавливаться над сушей в течение большего времени, а это означает, что осадки не будут более интенсивными, но будут длиться дольше. Именно это привело к тому, что ураган Харви 2017 года опустошил юго-восток Техаса самым влажным зарегистрированным тропическим циклоном, когда-либо обрушившимся на Соединенные Штаты.
Исследование, проведенное в прошлом году другими исследователями, говорит о том, что все, возможно, уже движется в этом направлении. По его оценкам, тенденции изменения температуры поверхности моря за последние 60 лет в пять раз повысили вероятность выпадения осадков масштаба урагана «Мария». Кроме того, интервалы между сильными ливнями, такими как «Ирма» и «Мария», уже сократились на 50 процентов, что повышает вероятность того, что в 2017 году произошла последовательность событий.
В настоящее время тропические леса поглощают из воздуха на треть меньше углерода, чем в 1990-х годах, согласно исследованию, проведенному на прошлой неделе. Основными причинами сейчас являются сжигание и вырубка деревьев, повышение температуры и засуха. Но если новое исследование подтвердится, кое-где в следующий раз это может быть не огонь, а вода.