根据一项新的研究，气候变化将极大地改变北极的植被模式，这将反过来刺激额外的变暖。
这项昨日发表在《自然-气候变化》杂志上的研究，概述了气候变化的一个违反直觉的副作用：随着气温升高将植物和树木推向现在不适合它们生长的地区，它们新的分布通过释放吸热水蒸气到空气中等自然过程加速了气温上升。
此前，科学家们了解到全球变暖将进一步“绿化”北极，但对绿化的程度以及这些变化将如何与气候本身相互作用的理解较少。
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该研究的主要作者、纽约市美国自然历史博物馆的研究科学家理查德·皮尔逊说：“你得到的绿化越多，你期望的变暖就越多。” 美国国家科学基金会资助了部分研究。
该研究的合著者、科尔盖特大学地理系助理教授迈克尔·洛兰蒂表示，预计变暖的主要驱动因素是树木和高大的灌木覆盖了地貌，使其变得黑暗。太阳辐射更容易在这些黑暗区域被吸收，而不是照射到雪地并被反射回太空。
研究人员考虑了到2050年代的三个已建立的气温和降水气候模型。皮尔逊说，他们考虑了30年的范围，以2050年代为中心。然后，他们比较了在这些不同的未来变暖情景下，从草地到树木的10种不同植被类型可能在北极地区作何反应。
科学家们表示，目前至少一半的植被区域预计将转变为不同的植被类型，总体趋势是，随着气候变暖，现在的草地和小型灌木将让位于大型灌木和树木。皮尔逊说，这些变化将在整个北极地区基本一致。
他说：“实际上，较小的东西会变成较大的东西。”
森林和阴影扩张
在最剧烈的变暖情景下，北极地区的木本覆盖率将增加52%。树木线将向北迁移100多英里，延伸到西伯利亚北部等偏远地区。
根据该研究，即使在最不剧烈的气候模型下，北极地区的木本覆盖率仍将扩大“显著”的幅度，即12%。
然后，科学家们使用卫星数据评估了这种新的树木和植物覆盖将如何驱动三种气候反馈：空气中的水蒸气、植物对碳的吸收以及地球表面的反射率。
通过自然过程，植物和树木释放水蒸气，水蒸气会将热量困在 атмосфер中。灌木和树木也使北极地区变暗，使阳光能够被吸收而不是反射回太空，通过所谓的反照率效应产生额外的变暖。
虽然植物也从空气中吸收碳，但研究小组发现，水蒸气和反照率效应的变暖能力尤其远远超过了这种冷却因素。
洛兰蒂说，相比之下，冷却影响“微不足道”。
皮尔逊说，现在判断植被驱动的变暖可能有多严重还为时过早。该论文引用的一项先前研究发现，灌木覆盖率增加约20%可能会在未来一个世纪内刺激高达1.8摄氏度的额外区域变暖。
皮尔逊说：“（变暖）有可能超过这个幅度。”
绿化已经开始
爱丁堡大学讲师伊斯拉·迈尔斯-史密斯没有参与这项研究，她说这项研究是“一项重大进步”，因为它是第一个将如此广泛的植被变化与北极地区的几种气候反馈联系起来的研究。
她说：“这项研究提供了更现实的植被变化在21世纪的发生程度的模型估计，并将有助于更好地预测未来的气候变化。”
内布拉斯加大学林肯分校的气候学家宋峰没有参与这项研究，他说这项研究的另一个独特之处在于它考虑了10类植物和树木，而不是少数几类。
皮尔逊说，北极地区已经存在广泛的绿化。
本月的另一项研究报告称，过去30年中，北极地区有32%至39%的地区植物生长增加（气候导报，3月11日）。去年，科学家发现，1980年至2010年间，46个北极地区的植物长得更高，常绿灌木增加。
皮尔逊提醒说，这项研究并不一定意味着到2050年北极地区一定会出现一定数量的树木覆盖。考虑到植物物种的迁移模式存在一些不确定性，植被扩张可能会更快，也可能会更慢。
广泛的影响
例如，山脉可能会延迟树木进入特定区域的进程，即使气候变得适合它们生长，他说。另一个不确定性——昨天的研究没有衡量——是植物和树木将如何与永久冻土融化相互作用。
最近的研究表明，植被的遮蔽效应也可能通过帮助保持土壤凉爽而产生冷却效应。洛兰蒂说，这可能会延迟永久冻土融化，而永久冻土融化会进一步释放储存的碳。
但他说，之前的研究考虑的是小面积区域。其他研究表明，反照率效应“造成了如此多的变暖，以至于即使灌木丛带来冷却，永久冻土也会融化，”他说。
迈尔斯-史密斯说，植物与气候之间的相互作用极其复杂，额外的实地考察对于充分了解北极地区正在发生的事情至关重要。
皮尔逊说，植被变化一旦发生，可能会在整个生态系统中产生连锁反应。例如，一些鸟类在极地地区筑巢，需要开阔的空间才能这样做。他补充说，更多的树木可能会扰乱它们的生命周期。
该研究称：“北极植被的广泛分布将对更高的营养级产生影响，影响野生动物和对人类福祉至关重要的生态系统服务，包括粮食生产、自然资源的获取以及传统的文化认同。”
澄清： 本文已更新，以澄清反照率效应的驱动因素。
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