Сибирский федеральный университет

«Исследуя бореальные леса в арктических регионах Сибири в течении 30 лет, исследователи обнаружили нарастающее уменьшение чувствительности деревьев арктической зоны к внешним климатическим факторам, в частности, температуры. На первый взгляд, мы имеем дело с удивительным парадоксом: идёт повышение среднегодовой температуры, в том числе, в арктической зоне России — казалось бы, деревья должны расти лучше, а леса — увеличивать свою площадь. Но мы наблюдаем совсем иную картину. С 1970-х годов в Арктике погибло 24000 км² бореальных лесов. Если сравнивать сибирские леса и джунгли Амазонии с лёгкими планеты — наши леса переживает тяжёлую пневмонию. Возможная причина — в особой арктической дымке, насыщенной различными загрязнителями — элементами, которыми насыщены промышленные выбросы. Эта аэрозольная взвесь в воздухе мешает нормальной жизни, в частности, фотосинтезу растений», — рассказал заведующий кафедрой математических методов и информационных технологий СФУ Владимир Шишов.

Есть несколько гипотез, почему арктические, в том числе и сибирские леса переживают депрессию роста.

«Мы воспользовались математическим моделированием и доказали, что на депрессию прироста древесины влияет в первую очередь уменьшающееся количество приходящей солнечной радиации с 1960 до 2000 года, которая влияет на фотосинтез растений. Это глобальное явление называют эффектом затемнения (dimming effect). Он был зафиксирован практически на всей территории Северного полушария и, особенно, в арктических областях», — продолжил Владимир Шишов.

Зная эту тенденцию, учёные обнаружили косвенный источник информации, коррелирующий с количеством приходящей солнечной радиации — диапазон суточных колебаний температуры (diurnal temperature range). Связав два этих фактора, исследователи модифицировали модель Ваганова-Шашкина и, используя вычисления на суперкомпьютере, показали чёткую взаимосвязь между депрессией прироста древесных растений на обширной территории от устья Оби до устья реки Хатанга и эффектами освещённости территории.

Рисунок. Моделирование роста деревьев без эффекта затемнения (а) и с ним (b) (Kirdyanov et al., 2020)

«В очередной раз доказана универсальность модели Ваганова-Шашкина, разработанной нашей красноярской школой моделирования. Фактор уменьшающегося количества солнечной радиации отлично интегрировался в базовую модель. Очевидно, что сибирские арктические леса на огромной территории находятся в депрессии, и в окрестностях Норильска это особенно заметно. Роковую роль играет „арктический“ туман, образующийся из-за большого количества выбросов крупных промышленных предприятий, и специфики циркуляции воздушных масс в Арктике», — подвёл итоги учёный.

Работа была выполнена в рамках проекта РНФ 18-14-00072.