Ученые призывают включить полный цикл азота в климатические модели

Это изображение, полученное одним из спутников Copernicus Sentinel-2 16 сентября 2021 года, показывает массовое цветение водорослей в озере Пирамид в Неваде. Такое цветение может быть вызвано избыточным содержанием азота в воде. Автор: Европейский союз, изображение Copernicus Sentinel-2, обработано @DEFIS_EU

Азот является важным компонентом глобальной окружающей среды, влияющим на сельское хозяйство, климат, здоровье человека и экосистемы. Хотя роль цикла азота стала более широко признанной, модели земной системы (ESM), используемые для прогнозирования глобальных изменений окружающей среды, до сих пор не полностью его учитывают.

С. Коу-Гисбрехт выступает за включение полностью интерактивного цикла азота в ESM, который учитывал бы сложные и взаимосвязанные пути перемещения азота между сушей, океанами и атмосферой. Азот был недавно включен только в наземные компоненты некоторых ESM и только как ограничивающий фактор первичной продуктивности. Исследование опубликовано в Journal of Geophysical Research: Biogeosciences.

Азот выполняет функции, выходящие далеко за рамки роста растений, включая роль мощного парникового газа и фактора образования озона и компонентов аэрозолей. Лесные пожары выделяют оксиды азота и аммиак, которые способствуют концентрации твердых частиц, в то время как морские микроорганизмы как поглощают, так и выделяют азот. Экспорт азота в океаны влияет как на первичную продуктивность океана, так и на выбросы азота в океане, а избыток азота в морских водах приводит к эвтрофикации — чрезмерному уровню питательных веществ, который может вызывать вредное цветение водорослей.

Хотя азот имеет глобальное значение, многие компоненты его цикла в ESM не являются полностью интерактивными, если они вообще включены; скорее, они представляют собой статические входные данные для моделей. Добавление динамических представлений о круговороте азота между сушей, океанами и атмосферой позволит закрыть значительный пробел в нашем понимании того, как будет развиваться климат и окружающая среда Земли в ближайшем будущем, утверждает автор.

Для достижения этой цели необходимы дополнительные наблюдения для лучшего сравнения моделей круговорота азота на суше, а также экспериментальные манипуляции для обеспечения эмпирических ограничений на процессы, связанные с азотом. Эти достижения могут помочь нам понять и достичь целей Коломбской декларации по устойчивому управлению азотом по сокращению вдвое потерь азота к 2030 году, что может сэкономить 100 миллиардов долларов в год (~8 трлн рублей) и помочь смягчить последствия изменения климата, а также улучшить биоразнообразие, продовольственную безопасность и общественное здоровье, говорит автор.

ИИ: В 2025 году становится все более очевидным, что климатическое моделирование должно учитывать все ключевые биогеохимические циклы. Включение полного цикла азота в климатические модели — это не просто академическое упражнение, а необходимость для создания точных прогнозов, которые помогут человечеству справиться с климатическим кризисом.