Aukin gróðurhúsaáhrif valda því að vaxtartímabil gróðurs lengist á norðurslóðum

Vöxtur gróðurs á norðlægum slóðum er í vaxandi mæli farinn að líkjast vexti plantna á grösugri breiddargráðum í suðri samkvæmt rannsókn sem var styrkt af NASA og sem byggist á 30 ára gagnasöfnum úr gervihnöttum og af jörðu niðri.

Í vísindagrein sem var gefin út sunnudaginn 10. mars 2013, í tímaritinu Nature Climate Change, kannar alþjóðlegt teymi vísindamanna frá NASA og háskólum tengslin á milli breytinga á yfirborðshitastigi Jarðar og hvernig gróður vex frá 45 gráðum norðlægrar breiddar og allt til Norður-Íshafsins. Niðurstöðurnar sýna að hitastig og vöxtur gróðurs á norðlægum slóðum eru nú samsvarandi og 4 til 6 gráðum sunnar á hnettinum og hefur þetta breyst þetta mikið frá árinu 1982.

"Norðlægar slóðir eru að hlýna, heimskautaísinn er að bráðna og ísþekjan varir skemur á vetrum og vaxtartímabilin eru að lengjast og gróðurinn vex betur," sagði Ranga Myneni sem er hjá deild Boston háskóla um Jörðina og umhverfi hennar. "Á heimskautasvæðum, eru einkenni árstíðanna að breytast sem leiðir til mikilla truflana fyrir plöntur og tengd vistkerfi."

Myneni og samstarfsmenn notuðu gögn úr gervihnöttum til að magntaka breytingar á gróðurfari við mismunandi breiddargráður frá 1982 til 2011. Gögnin sem eru notuð í þessari rannsókn komu frá NOAA Advanced Very High Resolution Radiometers (AVHRR) sem er til staðar í röð gervihnatta sem eru á braut um Jörðu, frá NASA Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) tækjunum sem eru staðsett á Terra og Aqua gervihnöttunum.

Vegna aukinnar hlýnunnar og lengri vaxtartíma, ná stórir blettir af mjög miklu gróðurlendi núna yfir einn þriðja af norðurslóðum, eða yfir meira en 9 milljón ferkílómetra. Það er svæði sem er álíka stórt og samliggjandi svæði Norður-Ameríku. Þetta landslag samsvarar því gróðurlendi sem fannst 400 til 700 km sunnar árið 1982.

„Þetta er eins og Winnipeg, Manitoba hafi hreyfst til Minneapolis-Saint Paul á einungis 30 árum,“ sagði meðhöfundurinn Compton Tucker hjá NASA Goddard Space Flight Center í Greenbelt, Md.

Grænka heimskautasvæðanna er sýnileg á jörðu niðri sem vaxandi fjöldi hárra runna og trjáa á svæðum sem ná í kringum allt Norðurheimskautið. Grænkunin á nálægum heimskautasvæðum er meiri í Evrasíu en í Norður-Ameríku.

Vaxandi gróðurhúsaáhrif knýja áfram breytingarnar, segir Myneni. Aukið magn lofttegunda sem fanga hita (gróðurhúsalofttegunda), eins og vatnsgufu, koltvíoxíðs og metans, valda því að yfirborð Jarðar, hafið og lægri hluti andrúmsloftsins hitna. Hlýnun dregur úr umfangi hafíss við pólana, og minnkar snjóþekju. Dekkra yfirborð sjávar og snjóleysi á landi veldur því að yfirborðið tekur í sig meiri sólarorku, sem aftur hitar andrúmsloftið enn meira.

„Þetta setur af stað hringrásir jákvæðrar þvingandi hlýnunar, sem orsakast af tapi hafíssins og snjóþekjunnar og þetta köllum við vaxandi aukin gróðurhúsaáhrif,“ sagði Myneni. „Gróðurhúsaáhrifin gætu styrkst enn frekar í framtíðinni eftir því sem jarðvegur á norðurslóðum bráðnar, og losar mögulega umtalsvert magn af koltvíoxíði og metani.“

Til að komast að því hvað komandi áratugir munu fela í sér, greindi teymið 17 loftslagslíkön. Þessi líkön sýna að hækkað hitastig á heimskautasvæðum og á jaðarsvæðum heimskautanna, mun samsvara færslu um 20 gráður á breiddargráðum við lok þessarar aldar samanborið við tímabil frá 1951 til 1980. Hins vegar, taka rannsakendur fram að vöxtur plantna á norðurslóðum gæti tekið óvænta stefnu. Vaxandi og aukin gróðurhúsaáhrif, eins og tíðir skógareldar, útbreiðsla ýmiss konar plágu og þurrkar á sumrin, geta hægt á vexti plantna. Hlýrra hitastig eitt og sér á norðlægum slóðum tryggir ekki endilega meiri vöxt plantna, því hann er einnig háður aðgengi að vatni og sólarljósi.

„Gervihnattagögn bera kennsl á svæði á norðurslóðum sem eru hlý og þurr og önnur sem eru hlýrri og rakari,“ sagði meðhöfundurinn Ramakrishna Nemani hjá NASA Ames Research Center í Moffett Field, Calif. „Einungis hlýrri og rakari svæði geta stuðlað að meiri vexti.“

„Við fundum meiri vöxt plantna á jaðarsvæðum heimskautanna frá 1982 til 1992 heldur en frá 1992 til 2011, af því að skortur á vatni var farinn að takmarka vöxt síðustu tvo áratugina af rannsókn okkar,“ sagði meðhöfundurinn Sangram Ganguly hjá Bay Area Environmental Research Institute og NASA Ames.

Gögn, niðurstöður og tölvukótar úr þessari rannsókn, verða gerðir tiltækir hjá NASA Earth Exchange (NEX), sem er ofurtölvumiðstöð hjá Ames Research Center, Moffett Field, Calif. NEX er hannað til að sameina vísindamenn með gögn, líkön og tölvuaðgengi, þannig að hægt sé að hraða rannsóknum og nýsköpun og skapa gagnsæi.

Grafík: Af 26 milljónum ferkílómetra af norðlægu grónu landi, sýndu 34 til 41 prósent aukningu í vexti gróðurs (grænt og blátt), 3 til 5 prósent sýndu samdrátt í vexti gróðurs (appelsínugult og rautt), og 51 til 62 prósent sýndu enga breytingu (gult) á undanförnum 30 árum. Gervihnattagögn á þessari mynd eru frá AVHRR og MODIS. Heimild: NASA's Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio.