Как изменение климата влияет на времена года

Осень наконец-то пришла в Великобританию после необычайно солнечного сентября. Дни становятся короче, температура ниже, а листья меняют цвет.

Запоздалое наступление осени 2023 года – не единичный случай. На самом деле это часть более широкой тенденции, согласно которой переход от лета к зиме происходит в этом году позже. Мое собственное исследование, которое я проводил последние 13 лет, указывает на то, что вероятным виновником происходящего является изменение климата.

Одним из наиболее заметных последствий изменения климата является изменение сезонности растительности вокруг нас. Сюда входит время важных биологических событий, таких как распускание почек, появление первых листьев, цветение и листопад.

Вообще появление первого листа знаменует приход весны, а листопад сигнализирует о начале осени. Время этих событий меняется, особенно в северном полушарии, где весна, похоже, начинается раньше, а наступление осени задерживается.

Традиционно мониторинг сезонности растительности включал тщательное документирование сезонных явлений год за годом. В Великобритании самые ранние записи весенних событий относятся к 1736 году, когда натуралист Роберт Маршам начал записывать время весенних событий в Норидже, Англия.

Сегодня спутниковые данные стали важным инструментом отслеживания изменений сезонности растительности. Эти данные (показатели состояния, силы и пышности) можно использовать для оценки жизнеспособности растительности . Затем изменения можно использовать для определения начала и конца каждого вегетационного периода.

Более продолжительный вегетационный период

Исследователи климата теперь имеют в своем распоряжении почти пять десятилетий спутниковых наблюдений. Анализ этих данных показывает, что весна продвинулась примерно на 15 дней вперед, а осень задержалась примерно на столько же. Общим результатом стало продление вегетационного периода на целый месяц за последние три десятилетия.

Сдвиг времен года в этот период особенно заметен в более высоких широтах. Растительность, расположенная более чем на 55° к северу от экватора, например, в лиственничных лесах на севере России, демонстрирует тенденцию к удлинению вегетационного периода, который увеличивается приблизительно на один день в год.

Более продолжительный вегетационный период – это не обязательно плохо. Это означает более длительный период фотосинтеза, который теоретически может увеличить чистое поглощение углерода – хотя конкретных доказательств этому пока нет.

Но более раннее начало вегетационного периода подвергает растения риску повреждения весенними заморозками и повышенной уязвимости к летней засухе. Исследования показали, что ранняя весна в Центральной и Северной Европе в 2018 году способствовала усилению роста растительности. Это, в свою очередь, способствовало быстрой потере влаги почвой, что усугубляло условия летней засухи.

Сдвиг времен года особенно заметен в более высоких широтах. Фото Андрея Степанова/Shutterstock.

Роль изменения климата

Температура является одним из основных факторов, влияющих на рост растительности в высоких северных широтах. Таким образом, более раннее наступление весны и более позднее наступление осени, вероятно, обусловлено повышением средней глобальной температуры. С 1981 года средняя глобальная температура увеличивалась на 0,18°C за десятилетие.

Тем не менее влияние температуры на продолжительность вегетационного периода может меняться в зависимости от типа растительности. В экосистемах, где в основном преобладают леса, более теплый климат может привести к усилению фотосинтеза и повышению продуктивности растительности.

С другой стороны, в более теплом климате с поверхности Земли испаряется больше воды, высушивая почву. Это может отрицательно повлиять на рост растений с неглубокими корнями, таких как травы и травянистые растения.

Еще одним последствием изменения климата является увеличение частоты засух в разгар вегетационного периода. Условия засухи приводят к серьезному дефициту воды у растений, что приводит к преждевременному опадению листьев или изменению их цвета – явление, которое часто называют «ложной осенью».

Великобритания столкнулась с такими условиями в августе 2022 года, когда начался ранний листопад и потемнение листьев, поскольку страна боролась с сильной волной жары.

Более продолжительный и засушливый вегетационный период  может увеличить риск лесных пожаров. Исследование, проведенное в США в 2006 году, выявило значительный всплеск активности лесных пожаров в лесах северных Скалистых гор с середины 1980-х годов. Это изменение было тесно связано с повышением весенних и летних температур и более ранним весенним таянием снега.

Деревья, попадая в условия водного стресса, иногда рано сбрасывают листья. Фото Владимира /Shutterstock

Изменение климата оказывает явное влияние на рост растительности и сезонность. Но степень и тяжесть его воздействия варьируются в зависимости от типа растения и места его произрастания.

Наличие спутниковых данных за последние 50 лет является ценным ресурсом для фиксации изменений в продолжительности вегетационного периода. Эти данные помогают ученым количественно оценить масштаб и последствия этих изменений, давая представление о том, как растения реагируют на потепление климата.