ما الذي يمكن أن تفعله درجة واحدة من الاحترار؟

وجدت دراسة جديدة أنه حتى الزيادات الطفيفة في درجة الحرارة في الغابات الشمالية يمكن أن تؤدي إلى انخفاض كبير في كتل الثلوج.

ويعني انخفاض كتلة الثلج امتصاص المزيد من الضوء والحرارة في التربة، ما يزيد من درجة حرارة الأرض، ويؤدي إلى ارتفاع درجات حرارة الهواء والمزيد من ذوبان الثلوج. وهذا يعني أن الغابة الشمالية التي تمتد عبر النصف الشمالي من القارات الثلاث، وتعد موطنا للعديد من النظم البيئية الحيوية، تتغير بشكل أسرع مما أدركه الباحثون.

وقال قائد الدراسة، أندرو ريتشاردسون، الأستاذ في كلية المعلوماتية والحوسبة والأنظمة السيبرانية ومركز علوم النظام البيئي والمجتمع: “يعد الثلج جزءا مهما من فصل الشتاء في معظم النظم البيئية الشمالية. وسيكون للانتقال إلى فصول الشتاء المنخفضة أو الخالية من الثلوج آثار كبيرة على كيفية عمل هذه النظم البيئية. ومن المحتمل أن نشهد تأثيرات سلبية لانخفاض الثلوج، مثل التربة المتجمدة والأنسجة النباتية التالفة، بالإضافة إلى انخفاض الجريان السطحي في الربيع وجفاف التربة مع دخول الصيف”.

واستخدم الباحثون تجربة SPRUCE التابعة لوزارة الطاقة الأمريكية في شمال ولاية مينيسوتا لاختبار فرضياتهم. وتم استخدام حاويات تجريبية كبيرة يبلغ عرضها 9 أمتار وارتفاعها 6 أمتار، لمحاكاة الظروف المناخية المستقبلية، حيث تم التلاعب بدرجات حرارة الهواء والتربة باستخدام المراوح والسخانات.

وتم استخدام التصوير الرقمي بتقنية الفاصل الزمني لمراقبة الظروف في كل حاوية كل 30 دقيقة، وتم تقدير عمق الثلوج من الصور.

وأتاحت مقارنة هذه النتائج بالبيانات التاريخية حول عمق الثلوج وهطول الأمطار للباحثين الحصول على صورة أفضل لتأثيرات التغيرات في درجات الحرارة على النظام البيئي والتغيرات في بياض الثلج، أو الانعكاس، الذي يمكن أن يؤثر على درجات حرارة التربة والهواء.

وكما هو متوقع، وجدوا أن ارتفاع درجة الحرارة أدى إلى ذوبان المزيد من الثلوج، لكن ما كان مفاجئا هو شدة ذوبان الثلوج. ووجدوا أن الغطاء الثلجي يتساقط بسرعة مع أي قدر من الاحترار، مهما كان صغيرا. وأدى ذلك إلى تغيرات في الحياة النباتية والنظم الإيكولوجية للتربة في الغابات الشمالية، بما في ذلك زيادة إجهاد النبات وموته.

وما يعنيه هذا بالنسبة لنمذجة المناخ له أهمية خاصة، حيث يمكن استخدام نتائج هذه الدراسة لتقييم مدى نجاح النماذج الحالية في محاكاة تأثيرات درجات الحرارة الأكثر دفئا على الغطاء الثلجي ومدته. ولأن المتغير الوحيد هو درجة الحرارة، فقد تمكنوا من التقاط بيانات لا يمكن عزلها في العالم الحقيقي.

وتكشف النتائج عما سنشهده على الأرجح في فصول الشتاء المستقبلية، ثلوج أقل، وأمطار أكثر، وكتلة ثلجية لا تبقى لفترة طويلة.