Arktiska regioner har fångat och lagrat kol i tiotusentals år, men en ny studie visar att vinterkoldioxidutsläpp från Arktis nu kan lägga mer kol i atmosfären än vad som tas upp av växter varje år.

Studien, stöds av NASA ABOVE och genomförs i samordning med Permafrost Carbon Network och mer än 50 samverkande institutioner, publicerades idag i den prestigefyllda Naturens klimatförändringar tidning. Den varnar för att vinterkoldioxidförlusten från världens permafrostregioner kan öka med 41 procent om utsläpp av växthusgaser som orsakas av människor fortsätter i nuvarande takt.

"Kalla områden på hög latitud, inklusive Arktis, värmer mer än dubbelt så snabbt som resten av planeten, med den största uppvärmningen som inträffar under vintern. Med tanke på att en stor process som ansvarar för CO ₂ utsläpp; mikrobiell andning, ökar med uppvärmning även vid temperaturer under noll, vintern är en kritisk period för kolsykling, "säger studieförfattaren Dr Fereidoun Rezanezhad, University of Waterloo Water Institute &Ecohydrology Research Group medlem och professor i jord- och miljövetenskap.

"Vi har vetat att varmare temperaturer och upptining av permafrost har accelererat vinter -CO ₂ utsläpp, men vi har inte haft en klar redovisning av vinterkoldioxidbalansen, "sa WHRC Arctic Program Director Dr. Sue Natali, huvudförfattare på studien.

Permafrost är den kolrika frusna jorden som täcker 24 procent av norra halvklotets areal. Över hela jorden, från Alaska till Sibirien, permafrost innehåller mer kol än vad som någonsin har frigjorts av människor. Just nu, permafrost håller kolet säkert låst, men när den globala temperaturen blir varm, permafrosten tinar och släpper ut växthusgaser till atmosfären. Kol från upptining av permafrost hade utelämnats från många modeller och rapporter som informerade internationell klimatpolitik.

Forskare syntetiserade observationer av CO på marken ₂ utsläpp för att bedöma nuvarande och framtida vinterkoldioxidförluster från de norra permafrostregionerna. De uppskattar en samtida förlust av 1,7 miljoner ton kol från permafrostregionen under vintersäsongen (oktober till april). Denna förlust är större än den genomsnittliga växtsäsongens koldioxidupptag för denna region uppskattat från processmodeller (1,0 miljoner ton kol tas upp per år). Att utvidga modellprognoser till varmare förhållanden år 2100 indikerar att vinter CO ₂ utsläppen kan öka 17 procent under ett måttligt begränsande scenario (RCP 4.5) men kan stiga 41 procent under ett business-as-usual utsläppsscenario (RCP 8.5).

"Med tanke på den stora mängden mark inom världens permafrostregioner, Det är svårt att bedöma hur snabbt ekosystem förändras. Forskningen som följer av detta projekt kan informera regeringens beslutsfattande om klimatåtgärder för att se effekterna av vinteruppvärmning på exporten av kol under olika klimatscenarier, säger Dr Rezanezhad.

Dr Rezanezhad leder mer forskning om vinterprocesser i kanadensiska våtmarker, torvmark, permafrost och agroekosystem genom vinterjordprocesser i övergång, ett Global Water Futures -projekt och ett initiativ som finansieras av klimatförändringar från NSERC med titeln Winter Carbon Losses in Wetland Ecosystems under Current and Future Climates.