2021年5月初，俄罗斯北部发生森林大火。火灾季的开启时间如此之早，令科学家们想要弄清楚它们是否由前一年的“僵尸火灾”引起。摄影：COPERNICUS SENTINEL/SENTINEL HUB
撰文：ALEJANDRA BORUNDA
在遥远的北极地区，火灾季通常要到6月份才开始，此时积雪已经融化，夏季雷暴开始席卷整个地区。因此，2016年5月，当科学家Sander Veraverbeke在阿拉斯加和西北地区的一些卫星图像上看到小片的火灾时，他感到很困惑。
“我当时想，这到底是怎么回事？”荷兰阿姆斯特丹自由大学的地球科学家Veraverbeke说。
他在卫星图像上看到的是“僵尸火灾”——前一年残留的大火，经过了漫长寒冷的冬天，依旧在地下闷烧。
僵尸火灾在北极并不是一种全新的现象。在过去的几十年里，消防管理员也注意到了偶尔发生的僵尸火灾。不过，Veraverbeke的团队发现，僵尸火灾的发生与气候变化密切相关，在频繁发生火灾的炎热而漫长的夏季之后，僵尸火灾发生得更频繁，表明这些仍然很罕见的事件可能会变得更常见。
“上述情况的发生说明北极地区变化的速度很快，”他说。
不断变化的北极火灾
和所有的森林一样，北极绵延的森林有时也会着火。不过，与中纬度地区的许多森林不同的是（这些森林依靠甚至需要大火促进其健康生长），北极的森林只会偶尔发生火灾。
气候变化正在改变这一模式。在新千年的第一个十年里，北极每年的火灾面积平均比20世纪的任何十年都要多50%。在2010年到2020年之间，北极的火灾面积持续增加，尤其是在阿拉斯加，2015年经历了有史以来第二严重的火灾，2019年又经历了一次严重的火灾季。科学家们发现，如今北极地区发生火灾的频率比北方森林大约3000年前形成后的任何时候都要高，而且可能比过去10000年的任何时候都要高。
北方森林的火灾比加利福尼亚或欧洲的类似火灾释放的碳更多，因为高纬度森林的土壤通常是由古老的、富含碳的泥炭组成。2020年，北极火灾释放了近2.5亿吨二氧化碳，大约是澳大利亚每年因人类活动而排放碳量的一半，接近2020年加州创纪录的火灾季排放量的2.5倍。
潜伏于泥炭中
泥炭由并未完全分解的死亡植被组成——苔藓、树木和灌木的残渣，以及其他北极植物。泥炭形成于世界上潮湿和寒冷的地方，这些地区的有机物质降解缓慢。泥炭在数百年或数千年时间内不断累积，几米尺深的土壤可能已经有几千年的历史。今天，北极的泥炭地多达160万公顷，估计储存了4150亿吨碳，比其上方的森林存储的碳多很多倍，与地球上所有树木存储的碳相当。
在世界其他地方，土壤通常不含太多可燃烧的有机物质，所以火灾常以遇到的树木、灌木以及地表的房屋作为燃料。在北极，火灾通常也从地表开始，由夏季闪电或偶尔人为引起。不过，在气候变化变得越来越普遍的情况下——长时间炎热的夏季，剧烈的热浪会吸走植物和土壤中的水分，潮湿的泥炭也会着火。
“这些是古老的土壤，”俄亥俄州迈阿密大学的北极科学家Jessica McCarty说。“西伯利亚的泥炭非常古老。这些大火开始烧毁与智人同时代的土壤，”她说。北美地区的大多数泥炭形成时间更晚，但依然有数千年的历史。
一旦着火，地表的大火熄灭后，泥炭依旧可以长时间焖烧，持续长达几天、几周、几个月，甚至几年。
新研究的主要作者、阿姆斯特丹自由大学的Rebecca Scholten说：“泥炭具有维持火灾所需的一切条件。泥炭可以剧烈地燃烧，提供足够的热量度过冬天，”基本上相当于“冬眠”，直到第二年春天积雪融化后，使火有机会再次出现在地表。
长时间燃烧
科学家知道僵尸火灾（大多数专家称之为“越冬火灾”或“残余火灾”）的存在已经有一段时间了。例如，1941年，阿拉斯加铁路沿线的一场人为火灾烧毁了近16万公顷土地。第二年5月，火灾再次出现。到火灾最终被扑灭的时候，又吞噬了大约12万公顷土地。在最近的几十年里，阿拉斯加和加拿大西北地区的官员记录了工作人员遇到的数十起越冬火灾。
不过，科学家们之前并不知道是否出现了更多未经记录的僵尸火灾，或者僵尸火灾是否随着北极气候的迅速变暖而变得更频繁——尽管他们怀疑很有可能。
“十年前，有人问我，僵尸火灾多久发生一次？我说，僵尸火灾很有趣，但并不经常发生，”阿拉斯加大学费尔班克斯分校的火灾生态学者Randi Jandt说。
不过，她的观点已经改变了。“根据我30年的观察，以及在此之前对当地人的询问调查，我们似乎确实看到了更多的僵尸火灾，” Jandt说。
2019年，阿拉斯加100多万公顷的土地被大火烧毁，她才终于明白上述事实真的已经发生。消防队夜以继日地控制火势，到火灾季结束时，他们认为已经安全扑灭了所有大火。
不过，到了第二年春天，随着雪的融化，5月初地面就冒出了一缕缕的烟雾，远远早于火灾季通常开始的时间。
“如果比较卫星图像，你会发现有一天完全是白色的，而两天后同一个地方就变成一个小热点，冒出缕缕烟雾，” 欧洲中期天气预报中心哥白尼大气监测中心的研究者Mark Parrington说。
他通过在卫星图像中寻找热点，仔细跟踪北极地区的火灾情况。在过去的几年里，阿拉斯加、西伯利亚和加拿大北部都发生了严重的火灾，追踪残余火灾和常规季火灾的研究者群体已经扩大。
“以前我们对北极火灾活动没有太多关注，因为以前没有那么多火灾，”他说，但这种情况正在迅速改变。
为了整理更完整的北美僵尸火灾记录，并研究其是否与气候变化有关，Veraverbeke、 Scholten和团队调查了阿拉斯加和西北地区20年来北方森林地区的卫星图像。他们建立了一种算法，可以识别出前一年夏季火灾印记附近出现的微小火点。
地下泥炭火灾通常移动很慢，最多每小时2.5厘米多一点（大约是头发生长速度的100倍），因此他们可以通过这一点排除距离前一年火灾发生地较远的火灾。他们把搜索范围限制在年初闪电引发的新火灾之前突然出现的火灾上。
从2002年到2018年，他们发现了20起大型越冬火灾的证据，这些火灾之前没有被消防管理员发现。总的来说，僵尸火灾只占当地全部火灾面积的不足1%——只是很小的一部分。正如Jandt所说，“这些火灾不足以让消防管理员们夜不能寐。”
不过，这些残余火灾与气候变化之间的关系令人不安，虽然这并不令人意外。炎热的夏天会引发大火，通常会燃烧到季末，而残余火灾更有可能持续到冬天。在加拿大西北地区，僵尸火灾都发生在有记录以来最热的六个夏季之后，而在最凉爽的夏季之后，没有一次僵尸火灾能持续到冬季之后。
“越冬火灾与高温和火灾发生地点之间存在着明确的关系，” Scholten说。随着气候变化加剧北极地区发生火灾的可能性，未来这些模式可能会进一步增强。
（译者：流浪狗）