Как дефицит почвенной влаги усилил экстремальные пожары в Сибири?

Лето 2021 года стало для Сибири одним из наиболее экстремальных сезонов лесных пожаров за рассматриваемый период спутниковых наблюдений 2004–2024 гг. В Центральной и Восточной Сибири радиационная мощность пожаров (FRP — показатель интенсивности горения) оказалась почти в 9 раз выше среднего уровня без учёта самого 2021 года. Средняя площадь отдельных пожаров была примерно в 3,3 раза больше обычной, а их продолжительность — почти вдвое выше.Почему именно лето 2021 года оказалось настолько экстремальным с точки зрения лесных пожаров?

В новой работе международного коллектива исследователей, в числе авторов которой — зам. директора ИФА им. А.М. Обухова РАН А.В. Чернокульский, проанализирована роль климатических факторов, атмосферной циркуляции и взаимодействия влажности почвы с атмосферой в экстремальных лесных пожарах в Сибири летом 2021 года.

Летом 2021 года в наиболее пострадавших регионах Сибири сочетались аномально высокая температура, дефицит осадков, повышенный дефицит давления водяного пара и выраженный дефицит почвенной влаги. Температура воздуха была примерно на 1,3 °C выше среднего за 2004–2024 гг., а влажность почвы — существенно ниже климатической нормы.

На первый взгляд дефицит почвенной влаги может показаться лишь следствием жаркой и сухой погоды. Однако между состоянием земной поверхности и атмосферой существует обратная связь. При достаточной влажности почвы значительная часть доступной энергии расходуется на испарение и транспирацию. По мере иссушения почвы испарение ограничивается, уменьшается скрытый тепловой поток, а большая доля энергии расходуется на нагрев поверхности и приземного воздуха. В результате формируется положительная обратная связь: дефицит почвенной влаги → уменьшение испарения → усиление прогрева поверхности и приземного воздуха → дальнейшее иссушение почвы и атмосферы.

Для оценки вклада различных факторов авторы использовали метод аналогов. Для восьми дней с наиболее высокой интенсивностью пожаров в 2021 году аномалии крупномасштабной атмосферной циркуляции объясняли около 34,7% региональной температурной вариации, тогда как аномалии влажности почвы — около 64,3%. Это показывает, что аномально высокие температуры в эти дни были связаны не только с особенностями атмосферной циркуляции, но и с выраженным дефицитом почвенной влаги и связанным с ним взаимодействием земной поверхности и атмосферы.

Особенно важно, что при усилении жары и засухи интенсивность пожаров возрастала нелинейно — то есть сильнее, чем можно было бы ожидать при простом пропорциональном изменении климатических условий. Дальнейшее иссушение почвы уменьшает испарение и способствует дополнительному прогреву поверхности и приземного воздуха, создавая ещё более благоприятные условия для развития интенсивных пожаров.

Анализ 2004–2024 годов также показал усиление взаимодействия между почвенной влагой и атмосферой в регионе исследования. На фоне более тёплых и сухих условий этот механизм может всё сильнее способствовать формированию экстремально пожароопасной обстановки в бореальных экосистемах Сибири.

Состояние почвенной влаги — не просто характеристика засушливости, а важный элемент взаимодействия земной поверхности и атмосферы. Дефицит влаги способен изменять распределение энергии у поверхности и усиливать жаркие и сухие условия, благоприятствующие развитию интенсивных лесных пожаров. Понимание таких обратных связей особенно важно для оценки пожарных рисков в высоких широтах на фоне продолжающегося климатического потепления.

Исследование опубликовано в журнале «Agricultural and Forest Meteorology»

Изображение на обложке: разработано Magnific

Источник: Минобрнауки России