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全球變暖正在改變風暴和閃電，影響熱帶森林

肖恩·莫布雷

Mongabay網站

2025年7月28日

埃文·戈拉和他的團隊的研究發現，由于大風和閃電，雷暴是熱帶地區樹木死亡的關鍵驅動因素。圖片由史蒂夫·亞諾維亞克/路易斯維爾大學提供。

隨著氣候變化的加劇，強烈風暴在熱帶和其他地方變得越來越普遍，導致各種森林影響。這些影響引起了研究人員對碳儲存可能減少和森林成分改變的擔憂。

根據最近的一項研究，越來越常見的短時間對流熱帶雷暴是樹木死亡的關鍵驅動因素。研究人員估計，大風和閃電的結合是導致樹木死亡的主要驅動因素，而且往往未被識別。

研究表明，熱帶地區的對流風暴正在增加;這可能意味著在拉丁美洲等某些地區會有更多的樹木死亡。相反，關于氣候變化下熱帶地區的閃電是否會減少或增加，存在相互矛盾的數據，導致未來影響的不確定性。

在熱帶地區之外，溫帶和北方森林中不斷變化的閃電模式與大規模野火的增加有關，這些野火可能會向大氣中釋放大量二氧化碳和危害健康的顆粒物。

氣候變化引發的短暫但強烈的雷暴激增對熱帶森林中的樹木構成了日益增長但未被充分認識的威脅，這一發現可能對未來全球變暖情景下的碳儲存和熱帶生物多樣性產生重大影響。

這是根據最近發表的一篇論文得出的，該論文確定，短暫但強大的對流風暴——將大風與閃電相結合——已成為巴拿馬和熱帶其他地方樹木死亡的主要驅動因素。

研究人員估計，風暴活動可能已經導致全球熱帶森林 30% 至 60% 的樹木死亡。令人擔憂的是，這一比例可能會上升，數據顯示熱帶風暴活動每十年增加 5-25%，根據研究的主要作者、卡里生態系統研究所的森林生態學家埃文·戈拉的說法。

“如果風暴 [已經] 作為基線成為死亡率的主要驅動因素，并且風暴活動 [也] 在增加，那么這表明風暴正在殺死更多的樹木，”戈拉 說。

但是，正如該論文所指出的，來自熱帶地區的數據仍然有限，大多數關于風暴影響的工作都集中在巴拿馬、巴西和婆羅洲。然而，對于戈拉來說，他的團隊的發現與過去幾十年來亞馬遜和澳大利亞的樹木死亡率一直在增加的觀察結果相吻合，這表明風暴可能發揮了作用。

比安卡·佐萊托說，研究表明，與其他熱帶地區相比，中非森林中因閃電造成的樹木死亡率可能較低。關于加劇的氣候變化將如何改變不同地區的雷擊和森林動態，仍然存在高度的不確定性。圖片由比安卡·佐萊托提供。

“風暴活動的增加實際上有可能減少碳儲存，并真正損害這些森林調節氣候的能力，這非常重要，”他補充道，盡管目前的研究沒有調查這些可能性。

阿姆斯特丹自由大學氣候和生態系統變化副教授桑德·維拉韋貝克表示，考慮到近年來有關閃電影響的知識體系不斷增加，這些發現并不完全令人驚訝，他沒有參與目前的研究，

“除了閃電之外，框架中還增加了風倒造成的死亡率，”他說，風倒是指由于風而連根拔起或折斷樹木?！霸撜撐挠辛Φ刈C明了小規模對流風暴以及更廣泛的溫度和干旱驅動因素作為熱帶森林干擾的關鍵機制的重要性?！?/p>

“這些小型對流風暴有助于解釋熱帶樹木的死亡率，我并不感到驚訝，但它們的影響力確實讓我感到驚訝，”法國國家可持續發展研究所的研究科學家大衛·鮑曼說，他沒有參與這篇論文。“這項研究強烈呼吁加大力度并調整現場協議，以改善我們對熱帶森林動態這一主要驅動因素的監測和理解?！?/p>

熱帶森林閃電數據相互矛盾

作為吉甘特項目的一部分，戈拉 及其同事多年來一直在研究閃電作為熱帶森林樹木死亡的原因，該項目將雷擊確定為樹木死亡的主要原因，特別是在熱帶森林中的大樹。大樹很重要，因為它們通常比較小樹儲存更多的碳。

據估計，熱帶地區每年有 8.32 億棵樹木被閃電損壞，近 2 億棵樹因此死亡。戈拉和他的團隊發現，在巴拿馬的研究地點，大約一半的大樹死亡是由閃電引起的。

隨著全球變暖的加劇，熱帶地區的風暴顯然正在發生變化，但關于它們究竟是如何變化的以及在哪里變化的證據相互矛盾：一些數據表明閃電在未來幾十年內可能會變得不那么頻繁，而其他數據則表明情況恰恰相反。但相反，強烈風暴的數量和頻率似乎在增加。

戈拉說，這令人擔憂，因為這種暴風雨較大的熱帶未來可能會推高樹木死亡率，從而可能減少碳儲存并改變森林成分。

但戈拉團隊發表的另一項研究表明，并非所有樹木都會被閃電傷害甚至死亡。他們 2024 年的論文發現，拉丁美洲硬木油桐實際上受益于雷擊，通常在附近的競爭對手死亡時存活下來。

這一發現表明，熱帶森林雖然成分可能會發生變化，但會有一定的能力適應和隨著氣候變化而變化。盡管這還遠未確定。

“我們對這些過程了解不夠，”戈拉 說。他指出，改變成分“可能會對鳥類、哺乳動物、昆蟲、真菌和細菌產生連鎖反應”。影響可能因地點而異。迄今為止，他的大部分研究都來自“巴拿馬的一片森林，[因此]我們仍然需要在更多的地方對更多的物種做更多的工作。”

雷擊是熱帶地區樹木死亡的主要驅動因素，尤其是高大的樹種。圖片由亨茨維爾的杰弗里·伯奇菲爾德

/阿拉巴馬大學提供。

在一些熱帶森林里，被稱為藤本植物的攀緣熱帶植物的數量正在增加，這可能有助于雷擊損壞。藤本植物傳播得如此之快的確切原因尚不清楚，但有幾種理論;更多的大氣二氧化碳可能正在推動它們的爆炸性生長，森林干擾的增加也可能推動它們的爆炸性增長，這為這些喜陽光的藤本植物的生長創造了空間。

當雷擊時，攜帶大量藤本植物的樹木可能是個壞消息。“當你的藤本植物豐度非常高時，它們基本上就像跨接電纜一樣，將許多不同的樹木連接在一起，”戈拉 說，導致一個地點在雷擊中死亡的樹木數量增加了 50%。他的團隊的研究表明，較小的樹木往往受到的打擊更大。

戈拉說，這可能會形成一個正反饋循環，藤本植物種群的擴大會導致更多的樹木因雷擊而死亡，為更多的藤本植物生長創造更大的空間，這反過來又會增強未來風暴中的雷擊傷害。

但同樣，巴拿馬的情況不一定在整個熱帶地區都是如此。荷蘭瓦赫寧根大學與研究中心研究非洲樹木死亡率的博士生比安卡·佐萊托表示，雖然閃電總體上是導致死亡的重要驅動因素，但與南美洲或中美洲森林相比，中非每次閃電殺死的樹木似乎更少。

“但存在巨大的差異，”她警告說?！霸谀承┥掷?，影響可能要高得多，而在其他森林里，影響可能要低得多。”顯然，在熱帶地區閃電和風暴模式不斷變化的情況下，需要更多的研究來推測區域細節。

雷擊引起火災

除了熱帶地區，氣候變化對閃電的影響也引起了專家們的擔憂，因為這是野火的驅動因素。

氣候變化現在給北緯地區帶來了更多的閃電，特別是在北方森林。2017 年，維拉韋貝克與人合寫了一篇論文，預測到 2050 年，北半球北方森林中閃電驅動的火災數量將急劇增加 50% 或更多。近年來，加拿大、俄羅斯和其他北方森林的大片森林被燒毀。2023 年，加拿大有超過 1650 萬公頃的森林被燒毀，其中 90% 的火災歸因于雷擊。

“我們（在論文中）可能有點保守，因為它現在已經發生了，”維拉韋貝克說。

根據 2023 年發表的研究報告，這些雷擊火的增加導致了溫帶森林地區約 77% 的燒毀面積。該研究也涉及維拉韋貝克，發現此類森林中全球變暖每一度，閃電頻率就會增加 11-31%。

這種急劇上升引起了科學家們的極大擔憂，即雷擊激增可能會引發快速排放。

“由于……全球變暖，未來每次閃電引發的燃燒面積將會增加，”加州大學歐文分校的大氣科學家陳洋（音譯）表示。他的研究凸顯了北極地區雷擊次數增加的危險，雷擊可能會點燃永久凍土；2010年至2020年間，北極地區報告的雷擊次數增加了八倍。

陳說，當這些雷擊引發大范圍火災時，它們會釋放出大量的溫室氣體排放，同時也會導致一些景觀的“灌木化”。火災會改變苔原植被，有利于容易燃燒的植物物種——這是一個正反饋循環，可能會為閃電驅動的火災提供進一步的燃料。

得克薩斯州瓜達盧佩國家公園的一場火災是由雷擊引發的。在世界某些地區，閃電活動的增加可能會導致更多的點火，最終改變生態系統。圖片由美國農業部通過網絡相簿提供（CC BY 2.0）。

回到熱帶地區，目前很少有雨林火災是由閃電引起的;那里太濕了，無法發生點火。但正如 維拉韋貝克 正在進行的研究所表明的那樣，這種情況也可能正在改變。

2024 年，亞馬遜地區和整個南美洲發生了破紀錄的火災。但閃電很少引發它們：維拉韋貝克 說，在典型的一年中，大約只有不到 5% 的亞馬遜火災可能是由閃電點燃的，并指出絕大多數是由人點燃的。但利用一項正在進行的研究中最初未發表的數據，他的團隊發現，到 2024 年，閃電點燃的火災數量可能已上升至 2% 左右。這相當于大約 180,000 公頃（445,000 英畝）的被閃電燒毀的森林。

“2024 年亞馬遜地區可能會發生更多閃電點燃的火災，但這種情況仍然非常罕見，”他說。但是，“如果那里的情況變得更加干燥，我并不是說它會導致大多數火災，但它可能會比現在引起更多火災?！?/p>

研究人員表示，由于多種原因，全球閃電頻率和風暴模式的持續變化令人擔憂，包括樹木死亡率增加、森林組成和動態改變以及大規模碳排放火災的風險?！?/p>

“基本上，我們應該努力降低全球變暖的速度，”陳說。“我認為這是我們目前唯一的解決方案。”

專家強調，閃電本身并不是一件壞事，它是億萬年來自然發生的過程，在過去的條件下，它有助于塑造有彈性的森林生態系統。

戈拉表示：“令人擔憂的是，當人類對氣候進行干預，導致諸如閃電頻率等因素迅速發生變化時，森林生態系統中的生物可能難以適應這種快速的環境變化。”