Чтобы обнаружить такое нелинейное поведение, исследователи применяют новый комплексный сетевой анализ водных потоков.«Тропический лес Амазонки — один из опрокидывающих элементов в системе Земли», — говорит ведущий автор исследования Дельфин Клара Земп, проводившая исследование в Потсдамском институте исследований воздействия на климат, Германия. «Мы уже знаем, что, с одной стороны, уменьшение количества осадков увеличивает риск исчезновения лесов, а с другой стороны, потеря лесов может усилить региональные засухи. Таким образом, большее количество засух может привести к уменьшению количества лесов, что приведет к большему количеству засух и так далее. последствия этой обратной связи между растениями на земле и атмосферой над ними до сих пор не были ясны.
Наше исследование дает новое понимание этой проблемы, подчеркивая риск самоусиливающейся потери лесов, которая возникает в дополнение к потере лесов, непосредственно вызванной уменьшение количества осадков ". Это исследование является результатом немецко-бразильской учебной группы по изучению динамических явлений в сложных сетях (IRTG1740), организованной Университетом Гумбольдта в Берлине.Эффект самоусиления накладывается на потерю леса, непосредственно вызванную уменьшением количества осадков.
При сокращении вдвое количества осадков в засушливый сезон по крайней мере 10 процентов леса может быть потеряно только из-за эффектов самоусиления, что добавит к значительным прямым потерям леса из-за сокращения водообеспеченности. Компьютерное моделирование, созданное учеными, предполагает, что это уже произошло в Амазонке около 20 000 лет назад, в соответствии с данными из прошлого Земли.
Тем не менее они подчеркивают значительную неопределенность. Принимая во внимание проблемы обратной связи между растительностью и атмосферой, самоусиливающееся вымирание лесов может составлять до 38 процентов бассейна Амазонки. Фактически, в сочетании с прямым воздействием засух, большая часть лесов Амазонки в конечном итоге может оказаться под угрозой.Исследование не может предоставить информацию о временных масштабах процессов, это скорее анализ чувствительности.
Поразительно, но огромные тропические леса сами производят большую часть необходимой воды, испаряя влагу, которая затем возвращается на них. «Водный цикл Амазонки — это, конечно, чистая физика и биология, но это также одно из величайших чудес природы», — говорит соавтор Энрике Барбоса из Университета Сан-Паулу, Бразилия. "Каким бы мощным ни был цикл, он также удивительно чувствителен к изменениям окружающей среды — и человечество навлекает на Амазонию огромные потрясения, вырубая деревья и нагревая воздух парниковыми газами, что сокращает крупномасштабный перенос влаги и осадки. , и в конечном итоге затронут даже нетронутые участки леса ".Даже если среднее количество осадков стабильно, продолжительные засушливые периоды увеличивают риск опрокидывания.«Сегодня влажный сезон становится более влажным, а сухой — более сухим в Южной и Восточной Амазонии из-за изменения температуры поверхности моря, которая влияет на перенос влаги в тропиках», — говорит Аня Раммиг из Технического университета Мюнхена (TUM) и PIK. «Неясно, будет ли это продолжаться, но недавние прогнозы, основанные на наблюдениях, показывают, что в регионе возможно повсеместное высыхание в засушливый сезон».
Даже если среднее количество осадков не может кардинально измениться, продолжительные засухи могут склонить части лесов Амазонки к самоусиливающейся потере лесов, в конечном итоге превратив их в саванну. «Прогнозируемые изменения количества осадков на конец 21 века не приведут к полному вымиранию Амазонки», — говорит соавтор Карл Шлейсснер из берлинского научного аналитического центра Climate Analytics и PIK. «Но наши результаты показывают, что большая часть этого, безусловно, подвержена риску».Интересно, что чем разнообразнее растительность Амазонки, тем она кажется менее уязвимой.
Разнообразие может уменьшить последствия самоусиливающейся утраты лесов. «Поскольку каждый вид по-своему реагирует на стресс, наличие большого их разнообразия может быть средством повышения устойчивости экосистемы», — говорит Марина Хирота из Федерального университета Санта-Катарина, Бразилия. «Таким образом, сохранение биоразнообразия может быть связано не только с любовью к деревьям, сорнякам, птицам и насекомым; это также может быть инструментом для стабилизации ключевых элементов системы Земли».