Exceptionally high summer mean temperatures predict tundra fire activity, with stronger responses at greater previous-year leaf area index​

आर्कटिक टुंड्रा एक विशाल, वृक्षहीन परिदृश्य है जहाँ ज़मीन साल के अधिकांश समय जमी रहती है, जो काई (mosses), लाइकेन और झाड़ियों जैसे कम ऊंचाई वाले पौधों के एक अद्वितीय समुदाय का समर्थन करती है। सदियों से, इस क्षेत्र को बार-बार लगने वाली आग को सहारा देने के लिए बहुत ठंडा और गीला माना जाता था, लेकिन जैसे-जैसे ग्रह गर्म हो रहा है, वहां का जलवायु पृथ्वी पर लगभग कहीं भी होने की तुलना में अधिक तेज़ी से बदल रहा है। जब तापमान बढ़ता है, तो हवा अधिक नमी धारण कर सकती है, जिससे वनस्पतियां सूख जाती हैं और यदि कोई चिंगारी उत्पन्न होती है, तो उनके जलने की संभावना बढ़ जाती है। वैज्ञानिकों को लंबे समय से संदेह था कि ये तापन प्रवृत्तियाँ (warming trends) टुंड्रा को एक आग के प्रति संवेदनशील वातावरण में बदल सकती हैं, लेकिन इन ज्वालाओं के सटीक नुस्खे (recipe) स्पष्ट नहीं रहे थे। यह जानना कठिन था कि क्या गर्मी ही प्राथमिक चालक है, या पिछले वर्ष के पौधों की वृद्धि की मात्रा, बिजली गिरने की आवृत्ति, या वर्षा की मात्रा यह तय करने में अधिक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है कि आग कब और कहाँ शुरू होगी और कितनी बड़ी होगी।

इन जटिल संबंधों को सुलझाने के लिए, शोधकर्ताओं ने दो दशकों के डेटा, 2001 से 2020 तक का परीक्षण किया, जिसमें पूरे टुंड्रा बायोम में अग्नि गतिविधि पर नज़र रखी गई। उन्होंने इस क्षेत्र को छोटे ग्रिड सेल में विभाजित किया और ट्रैक किया कि आग द्वारा कितना कार्बन छोड़ा गया और हर साल कितनी भूमि जली। अपने अग्नि रिकॉर्ड की तुलना तापमान, वर्षा, हवा और पौधों की पत्तियों के घनत्व सहित नौ अलग-अलग पर्यावरणीय कारकों से करके, टीम ने सबसे मजबूत संकेतों को खोजने का प्रयास किया। उन्होंने एक ऐसी विधि का उपयोग किया जिसने वर्षों को इस आधार पर श्रेणियों में विभाजित किया कि कुछ स्थितियां कितनी बार घटित हुईं, जिससे उन्हें यह देखने में मदद मिली कि स्थितियां ठंडी और गीली से गर्म और शुष्क में बदलने पर अग्नि व्यवहार कैसे बदलता है। इस दृष्टिकोण ने उन्हें तात्कालिक मौसम के प्रभाव को परिदृश्य के स्थायी प्रभावों से अलग करने में मदद की।

विश्लेषण से पता चला कि टुंड्रा अग्नि गतिविधि का सबसे शक्तिशाली भविष्यवक्ता केवल यह था कि गर्मी का ग्रीष्मकाल (summer) कितना गर्म था। जब गर्मियों का तापमान उच्चतम स्तर पर पहुँचा, तो अग्नि गतिविधि में भारी उछाल आया, विशेष रूप से अलास्का और रूस जैसे क्षेत्रों में। तापमान के ठीक बाद वायु की शुष्कता का स्थान आया, जिसे इस बात से मापा गया कि वातावरण पौधों से कितनी नमी खींच रहा है। अध्ययन में पाया गया कि इन दो कारकों—गर्मी और वायुमंडलीय शुष्कता—का जले हुए क्षेत्र की मात्रा और छोड़े गए कार्बन दोनों के साथ सबसे गहरा संबंध था। जबकि जंगलों में आग के खतरे की भविष्यवाणी करने के लिए उपयोग किए जाने वाले एक मानक मौसम सूचकांक ने जले हुए क्षेत्रों के आकार को समझाने में मदद की, लेकिन पूरे बायोम में समग्र रुझान को कच्चे ग्रीष्मकालीन तापमान ने संचालित किया।

महत्वपूर्ण रूप से, शोध ने दिखाया कि परिदृश्य का इतिहास उतना ही मायने रखता है जितना कि वर्तमान मौसम। आग लगने के वर्ष में मौजूद हरी पत्ती वाली वनस्पति की मात्रा एक प्रमुख कारक थी। जब पिछले वर्ष में प्रचुर मात्रा में पौधों की वृद्धि हुई थी, तो टुंड्रा गर्मी के प्रति बहुत संवेदनशील हो गया था। इन क्षेत्रों में, एक गर्म ग्रीष्मकाल ने अग्नि गतिविधि में असमान रूप से बड़ी वृद्धि की। यह सुझाव देता है कि एक गर्म वर्ष के बाद प्रचुर वृद्धि वाला वर्ष एक 'परफेक्ट स्टॉर्म' (perfect storm) बनाता है: अतिरिक्त पौधे अधिक ईंधन प्रदान करते हैं, और गर्मी उस ईंधन को सुखा देती है, जिससे वह प्रज्वलित होने के लिए तैयार हो जाता है। अध्ययन में यह भी पाया गया कि बिजली (lightning), जो इन दूरस्थ क्षेत्रों में आग शुरू करने के लिए आवश्यक चिंगारी प्रदान करती है, इस संबंध को मजबूत करती है। हालांकि, भारी वर्षा ने एक ब्रेक के रूप में कार्य किया, जिससे गर्मी और आग के बीच का संबंध कमजोर हो गया, जबकि हवा की गति ने परिणाम पर कोई सुसंगत, पुनरुत्पादक प्रभाव नहीं दिखाया।

शोधकर्ताओं ने देखा कि सबसे गर्म ग्रीष्मकाल, जो अब अधिक सामान्य होते जा रहे हैं, स्थानिक रूप से उन क्षेत्रों के साथ ओवरलैप होते हैं जहाँ आग सबसे तीव्र होती है। इसका अर्थ यह है कि जैसे-जैसे आर्कटिक गर्म होता जा रहा है, वे स्थितियां जो इन बड़े पैमाने की ज्वालाओं को ट्रिगर करती हैं, न केवल थोड़ी अधिक संभावित हो रही हैं, बल्कि वे उन्हीं स्थानों पर बढ़ती आवृत्ति के साथ दिखाई दे रही हैं। निष्कर्ष बताते हैं कि टुंड्रा केवल एक स्थिर, रैखिक (linear) तरीके से गर्मी के प्रति प्रतिक्रिया नहीं दे रहा है। इसके बजाय, रिकॉर्ड तोड़ ग्रीष्मकालीन तापमान और पिछले वर्षों के पौधों के विकास से प्राप्त ईंधन का संयोजन एक फीडबैक लूप बनाता है जहाँ अग्नि गतिविधि तेजी से उछल सकती है। जैसे-जैसे जलवायु तापमान की इन ऊपरी सीमाओं की ओर स्थानांतरित होती है, टुंड्रा उन अग्नि घटनाओं का अनुभव कर सकता है जो अतीत में देखी गई घटनाओं की तुलना में बहुत अधिक गंभीर होंगी, जो गर्मी, शुष्कता और पीछे छूटी वनस्पति की सरल, शक्तिशाली अंतःक्रिया द्वारा संचालित होंगी।