加拿大森林大火產生的大量碳排放“超出尺度”-彭博社
Danielle Bochove
直升機水上滅火機在不列顛哥倫比亞省波特阿爾伯尼附近的卡梅倫懸崖野火上空飛行,時間為6月6日。
攝影師:詹姆斯·麥克唐納/彭博社加拿大2023年野火釋放的温室氣體最終統計起來,將至少是該國經濟所有其他部門排放的兩倍,這是一位花了三十年時間測量森林碳足跡的頂尖政府科學家的説法。
2023年的排放“超出了尺度”,加拿大自然資源部的高級研究科學家沃納·庫爾茲説。庫爾茲的團隊幫助創建了加拿大林業部門的碳預算模型,該模型被世界各國政府和科學家使用。
完整的計算結果要等到2025年才會發佈。但截至7月18日,初步估計顯示,迄今為止,加拿大管理和未管理的森林共釋放了大約1420百萬公噸二氧化碳當量(CO2e)。相比之下,2021年該國其他所有部門的排放總量為670百萬公噸CO2e,這是可獲得全年數據的最後一年。
加拿大2021年各部門温室氣體排放量與2023年估計野火排放量對比
百萬公噸二氧化碳當量釋放
來源:加拿大自然資源部2023年國家清單報告
注:截至7月18日的2023年估計
本季的火災在污染方面前所未有 — 煙霧籠罩 了北美主要城市,關閉了機場,並橫跨大西洋到達歐洲 —— 燃燒的領土規模也令人震驚。已經有超過1170萬公頃的土地燃燒,面積比俄亥俄州還大。
然而,最深遠的影響,目前才開始被理解,是排放規模。
Kurz的數據顯示,包括管理和未管理的森林在內,共有1420百萬公噸的碳被燃燒。即使將範圍限制在管理森林,今年燃燒的碳量也遠遠高於過去自1990年以來的任何一年,並且大致相當於加拿大2021年的年排放量。
7月10日在不列顛哥倫比亞州的一場野火。來源:BC野火服務閲讀更多: 加拿大創紀錄的野火季節將因熱浪加劇而惡化
加拿大廣闊的北部針葉林長期以來一直是吸收這種導致全球變暖的氣體的碳匯。今年,延續最近的趨勢,該國的管理森林將成為二氧化碳的來源,釋放的量將超過吸收的量。
Kurz的估計僅涵蓋直接排放 — 即從燃燒樹木以及土壤中和上面的生物和死有機物中釋放的温室氣體。但他表示,當燒焦樹木的殘餘物在未來幾年分解時,將釋放大致相同數量的間接排放。
2023年加拿大森林大火的碳排放比過去高得多
經營的森林已經從吸收比釋放更多CO2的碳匯變成了碳源。
來源:2023年國家清單報告,加拿大自然資源部
注:2022年和2023年的最終數據尚不可用。截至7月18日的2023年估計數據;不包括預計從未經管理的森林釋放的763兆噸CO2e
與此同時,火災季節僅過了一半,尚未顯示緩解的跡象。
火災對環境造成的巨大影響使盡快撲滅火災成為全球關注的問題。但在北美較高緯度地區,這並不容易實現。
6月初,消防員開始在伍德水牛國家公園南部區域內修建一條寬20英尺、長8英里的防火帶,該公園橫跨阿爾伯塔省和西北地區的邊界。這項任務耗時六天,使用了三台推土機和兩台挖掘機。工作人員使用重型設備清理樹木,將一層厚5英尺的有機物質(稱為“duff”)刮到裸露的沙子上。這是全國各地正在修建的數百條防火帶之一:緩慢、炎熱、令人精疲力盡的工作。
“我們看着那些本應不會燃燒的東西燃燒,每本教科書、每個TED演講和發表的論文都表明它們不應該燃燒——但它們卻在燃燒。”
不到一個月後,火勢越過了障礙,人員又返回嘗試,據加拿大國家公園計劃部門主管凱蒂·埃爾斯沃斯説,她目前駐紮在伍德水牛國家公園,協助準備撲滅火災。
通常情況下,那些防火護衞應該會起作用,但是這個火災季節幾乎沒有一件事是典型的,她説。“我們看到一些本應該不會燃燒的東西在燃燒 —— 每本教科書、每個TED演講和每篇發表的論文都表明它們不應該燃燒,但它們卻在燃燒。”
這些火災“非常具侵略性,它們在樹冠中燃燒,它們從一棵樹的樹梢傳播到另一棵樹上,” Ellsworth説。之前燒過的區域 —— 她將其比作古老篝火中炭燒焦的、難以點燃的木頭 —— 再次起火。“我們看到了2014年、2015年和2018年的舊燒過的區域,根據所有的記錄和我們所知道的一切,它們應該減緩火勢的傳播,但它們沒有起到作用。”
專家表示,氣候變化正在改變火災的行為,因為持續的創紀錄高温、乾旱和強風創造了火災達到異常強度的理想條件。加拿大大部分火災是由閃電引發的,而不是像篝火或電線火花這樣可以預防的原因(儘管這些也會發生)。更強烈的風暴意味着在一天內可能會有更多的閃電擊中地面,通常會發生在距離機場或道路數百甚至數千公里的偏遠地區。
在不列顛哥倫比亞省阿爾伯尼港附近的卡梅倫湖前的卡梅倫懸崖野火中游泳的人,日期為6月6日。攝影師:詹姆斯·麥克唐納/彭博社閲讀更多: 美國、加拿大的火災風險因北極冰快速融化而上升
世界上的北方極地帶環繞着北半球,形成一個廣闊的帶狀區域,從北極圈的南部開始。它包括湖泊、濕地和其他自然無樹區域,如山頂,但也包括地球三分之一的森林。在加拿大,四分之三的森林位於北方極地帶,覆蓋了3.07億公頃的面積,比阿根廷還大。這是一個巨大的生物多樣性寶庫,其中包含了一半的國家鳥類物種和像林地馴鹿這樣的獨特哺乳動物,還是許多加拿大土著社區的家園。
但這個至關重要的生態系統對世界其他地區常用的一些標準防火措施的反應並不理想。例如,與美國西南部相比,那裏的火災通常發生在樹木和草地混合的地區,飛機投放的阻燃劑可能無法到達地面的火焰,因為它被常常位於北方極地帶樹冠下的濃密灌木和較小樹木層所阻擋。此外,加拿大北部森林中的大多數樹木都是針葉樹——雲杉和松樹——易燃。
這裏也是廣闊而偏遠的地區。出於必要,加拿大北部以及阿拉斯加的滅火工作集中在有人口的地區或具有關鍵基礎設施的地區,儘可能撲滅火災並重新引導那些威脅到這些地區的火災。其餘的火災大多被允許自行燃燒。當這種情況發生時,森林作為碳匯的價值就會變成碳負債。
法國消防員在加拿大魁北克省奇布加莫市北部與火災作鬥爭,時間是6月12日。攝影師:Quentin Tyberghien/AFP/Getty Images準確測量全球森林大火的碳足跡是棘手的。許多變量 — 包括燃燒的有機物深度和組成、主要樹木的大小和種類以及火災後森林發生的情況 — 使建模變得具有挑戰性。人類活動,無論是種樹、採伐還是控制性燒荒,都增加了複雜性,從方程中移除和添加碳。
例如,碳豐富的泥炭,在燃燒時釋放的排放量大約比普通北部森林多25%,並且非常難以撲滅,會在地下悶燒並在數月後重新浮出地面。它還可以容納更多的有機物質,因為它深埋在地下,儘管通常最底部不會燃燒。
在北緯地區,融化的永久凍土是森林大火的另一個連鎖效應,馬薩諸塞州法爾茅斯Woodwell氣候研究中心的副科學家布蘭登·羅傑斯説。永久凍土不會燃燒 — 因為裏面充滿了凍水 — 但它上面的有機物質可以燃燒,去除了一個重要的絕緣層,使永久凍土暴露在更多熱量之下。“永久凍土不會存在,除非有有機物質和植被,”他説。“當你將其燒掉後,火災後的幾年中,土壤會變暖,永久凍土會融化,活動層會變厚,這意味着更薄的永久凍土會全年保持凍結狀態。
融化的永久凍土釋放出自己的温室氣體,包括甲烷,崩塌的永久凍土可能形成湖泊,溶解並釋放更多的甲烷。與此同時,泥炭地——遍佈加拿大大部分地區,包括北部森林和永久凍土上的泥炭地——可能在火災後變得更易燃,因為它們更乾燥,他説。
羅傑斯的研究表明,世界嚴重低估了野火對碳排放的影響。氣候軌跡和碳預算基於包括火災影響的地球系統模型。然而,許多全球模型並不包括來自表面以下燃燒有機物的直接排放,羅傑斯表示,這在北部森林中代表了火災排放的80%至90%,它們也不包括火災對永久凍土的間接影響。因此,包括政府間氣候變化專門委員會在內的主要機構的預測“相當保守”,他説。
看着世界可以燃燒的碳量,仍然可以實現巴黎協定目標,“我們估計,剩下的[碳]預算中的10%至20%,將被加劇的火災制度和永久凍土融化,以及兩者之間的相互作用所消耗,”他説,指的是一篇即將發表的論文的發現。
這使得防止野火成為全球緊急事務,特別是在大片碳儲存區域。可以通過清除灌木、收穫小樹或進行控制性燃燒來減輕森林的燃燒負荷,使其更具抗火性。可以通過清除樹木創造草地區域來打破廣闊的森林,而易燃樹木,如黑雲杉,可以被不同的本地物種取代。可以將更多資源集中在迅速撲滅偏遠地區的小火災上,而不是讓它們像常規那樣蔓延。
不幸的是,大多數這些策略在大規模部署時非常昂貴,並且隨着北方氣候變暖,它們的效果可能也會降低。
“目前,碳含量或碳排放風險並不是設定滅火優先級的標準,”Kurz説道。“在北方針葉林區,人口稀少,道路稀少,機場也稀少。沒有足夠的基礎設施來有效地進行滅火。因此,儘管從氣候的角度來看這樣做會很好,但實際上要做到這一點將會非常具有挑戰性。”