最近的研究突顯，由於氣候變化，北方森林因閃電引發野火的威脅日益嚴重。這項涉及全球合作並利用機器學習的研究發現，雷電是造成完整的外熱帶森林火災的主要原因，這與熱帶地區人為引發的火災形成鮮明對比。氣候模型預測，隨著全球暖化，雷電頻率將顯著增加，從而帶來更高的強烈野火風險。

研究表明，由於氣候變化，北方森林中雷電引發野火的威脅增大，可能會破壞這些地區重要碳儲存的穩定性，從而加劇全球暖化。閃電是北方森林面臨的最大威脅，其頻率將隨著氣候變遷而增加。

這項研究由地球與環境學院的德克蘭-芬尼（Declan Finney）博士與阿姆斯特丹自由大學（VU）、江蘇省農科院、東英吉利大學（UEA）和零碳有限公司（BeZero Carbon Ltd. ）的研究人員合作完成。

11月9日，《自然-地球科學》（Nature Geoscience）雜誌發表了Ezoic”熱帶森林日益面臨雷擊火災風險”一文。

野火分析中的機器學習

這項研究利用機器學習來預測世界各地野火的主要起火源–人為或”自然”閃電起火。他們使用了七個地區的數據來優化演算法的預測結果。

研究人員說，這是首次對全球火災點火源進行歸因的研究。

研究表明，在完整的熱帶外森林中，77%的燒毀面積與閃電燃起有關，這與熱帶地區的火災形成了鮮明對比，後者主要是由人類點燃的。

完整的熱帶外森林是指那些幾乎處於原始狀態、人口稀少、土地使用程度低的森林。它們主要分佈在偏遠的北方森林。

全球燒毀面積及火災原因預測因子

氣候變遷對閃電頻率的影響

氣候模型也被用來研究隨著地球變暖，閃電頻率會發生怎樣的變化。

研究發現，全球暖化每升高一度，完整的外熱帶森林的閃電頻率就會增加11% 到31%，這意味著氣候變遷會帶來更多野火點燃的風險。

與人類引起的火災相比，閃電火災平均規模更大、火勢更猛，而且更嚴格地限制在偏遠地區和燃料極度乾燥的時期。

研究小組早期的研究表明，隨著氣候變暖，火災多發天氣的頻率和強度都在增加，這意味著森林更容易燃燒。

這種易燃性以及閃電頻率的增加是一個令人擔憂的跡象，表明完整的熱帶外圍森林未來將面臨越來越大的野火威脅。

芬尼博士是雷電和氣候變遷的專家。他說：「這項工作凸顯了閃電在生態系統和地球碳儲存中的重要作用。我們通常從閃電對人類的影響角度來看待閃電。然而，閃電在基本上沒有人類影響的地區也很重要，因為閃電是這些地區野火的主要引燃源。在這些偏遠地區，尤其是北方森林，閃電會引發野火，導致額外的溫室氣體排放」。

全球雷擊和人為火災的歸因、燃燒面積和不確定性。

熱帶外森林的碳儲存與排放

熱帶外森林具有全球意義，因為它們在植被和永凍土中儲存了大量的碳。

北半球約有91% 的此類森林處於永久凍土層之下。與其他地區相比，當這些地區發生火災時，會釋放出大量二氧化碳（CO2）和其他溫室氣體。儘管完整的外熱帶森林僅佔地球陸地面積的1%，但其火災排放的二氧化碳卻佔全球火災排放總量的8%以上。

據估計，在中度排放的情況下，到本世紀末，火災可能會使永久凍土融化產生的溫室氣體排放量增加30%。

馬修瓊斯博士是東英吉利大學的研究員，主要研究碳循環和氣候變遷：「熱帶森林在全球具有重要意義，因為它們在植被和土壤中儲存了大量的碳，有助於將二氧化碳阻擋在大氣之外，減緩全球暖化。然而，當這些地區發生火災時，其單位面積排放的二氧化碳幾乎比地球上其他任何地方都多。我們的研究表明，外熱帶森林很容易受到氣候變暖、乾旱和雷擊引燃可能性增加的共同影響。未來雷擊事件的增加有可能破壞外熱帶森林中大量碳儲存的穩定性，特別是當這些地區的天氣條件變得更溫暖、更乾燥、總體上更容易發生火災的時候。”

閃電火災在地理上與熱帶外完整森林、與火災相關的高森林損失率和高碳燃燒區域相吻合。

破紀錄的火災季節

鑑於加拿大2023 年的火災季破紀錄，火災排放量比2003-2022 年的平均值高出四倍多，這項研究顯得尤為及時。初步報告顯示，今年加拿大發生了大規模的閃電火災。

該研究的主要作者、弗吉尼亞大學的托馬斯-揚森博士（Thomas Janssen）說：「雖然我們的研究並沒有特別關註今年加拿大的極端火災季節，但它確實有助於我們了解今年的事件。在氣候在變暖的情況下，由於更熱、更乾燥的天氣和更多的照明襲擊，北方森林的極端火災季節，就像我們今年在加拿大看到的那樣，將更有可能發生”。

作者警告說，火災產生的溫室氣體排放會導致大氣中的碳濃度上升，推動氣候進一步變暖，進一步加劇未來火災的可能性和氣候變遷的其他不利影響。

弗吉尼亞大學的Sander Veraverbeke 教授說：”野火造成的溫室氣體排放增加加劇了氣候變遷問題，隨著氣候變暖，會發生更多的火災，火災排放的溫室氣體也會更多。這種’強化反饋’在北方森林中尤其重要，因為北方森林的大部分下層都是富含碳的永久凍土，如果這些凍土因火災而消失，則需要數千年才能形成”。

閃電火災與氣候變暖導致閃電預計會增加的地區在地理上相吻合。

以前被忽視的氣候回饋過程

芬尼博士說：”這裡的研究以及最近的其他研究讓我們不再把熱帶作為受閃電影響的主要地區。更靠近兩極的研究讓我們擔心可能存在以前被忽視的氣候反饋過程。預測閃電將如何對氣候變遷做出反應具有很大的不確定性，但這裡的研究結果應該得到認真對待，因為迄今為止的證據一直預測北方和更多極地地區的閃電會增加。”

《自然-地球科學》（Nature Geoscience）雜誌先前發表了一篇題為”熱帶外森林越來越多地面臨雷擊火災風險”的文章。