Nečekaně rozsáhlé škody v lesích, blesky jsou zodpovědné za poničení milionů stromů ročně
Bleskové výboje při bouřkách představují nejen značné (a často podceňované) riziko pro lidi pobývající ve volné krajině, ale jedná se taky o důležité a často opomíjené rušivé činitele lesních ekosystémů. Poměrně nejasné ale zůstávalo, kolika stromů se to týká. Nová studie Technické univerzity v Mnichově (TUM) ukazuje, že jde o mnohem vyšší počet, než se dříve předpokládalo.
Blesky působí škody na stromech, respektive lesech v malém měřítku. Detekce a adekvátní vyčíslení přímé (tj. mimo spojitost s případnými následnými požáry iniciovanými blesky) úmrtnosti stromů způsobené blesky je však velmi náročné. Vizuální známky zásahu blesku často chybí (nebo jsou již nerozpoznatelné kvůli pokročilému rozkladu dřeva), odumírání stromů někdy probíhá pomalu a většina zpráv se opírá o dodatečné průzkumy nebo neoficiální důkazy založené na nejvýraznějších událostech. V důsledku toho je bez předchozí znalosti o úderu blesku úmrtnost způsobená bleskem často přehlížena nebo chybně přičítána jiným příčinám, jako jsou bouře, sucha nebo biotické faktory.
Na základě výzkumu založeného na kombinací kamerového systému detekce blesků s následnými průzkumy pomocí dronů a pozemních průzkumů v pralese na ostrově Barro Colorado v Panamě se ukázalo, že blesky typu oblak-země (cloud-to-ground, CG) často neovlivňují pouze přímo zasažený strom, ale také okolní stromy prostřednictvím přenosů bleskové elektřiny mezi korunami sousedních stromů. Každý úder blesku zabil průměrně 3,5 stromu (o průměr přesahujícím 10 cm) během jednoho roku, včetně 0,94 velkých stromů (s průměrem přes 60 cm). Úmrtnost stromů v důsledku blesku se zvyšovala s průměrem stromu a klesala se vzdáleností od přímo zasaženého stromu. Srovnáním úmrtnosti stromů v důsledku blesku s normální pozaďovou úmrtností stromů ve studovaném lese bylo odhadnuto, že blesk je zodpovědný za nejméně 4,5 % celkové úmrtnosti stromů a dokonce 40,5 % úmrtnosti velkých stromů. Extrapolací těchto zjištění na všechny tropické lesy s použitím údajů o lokální hustotě blesků bylo odhadnuto, že blesky každoročně zabijí 194 milionů stromů o průměru přes 1 cm, z toho je 126 milionů stromů o průměru přes 10 cm. Blesky jsou navíc významným rušivým faktorem i v jiných typech lesů, včetně některých mírných jehličnatých lesích, kde jsou blesky odhadovány jako dominantní příčina úmrtnosti a mohou každoročně zabít až 4,7 % největších stromů.
Na rozdíl od těchto čísel vzniklých na základě pozorování na několika málo místech planety využili nyní vědci z TUM matematický přístup, a to pomocí tzv. dynamických globálních vegetačních modelů, které se běžně používají k simulaci suchozemských ekosystémů za předem stanovených environmentálních podmínek. Jsou schopny simulovat procesy, jako je zakládání lesů, růst, konkurence a úmrtnost stromů. I přes neustálé zdokonalování modelů však zachycení úmrtnosti stromů bylo stále relativně omezené, kdy jediným explicitně simulovaným narušením byl jen lesní požár. Vědcům z TUM se ale podařilo do svého modelu implementovat úmrtnost způsobenou blesky s cílem prozkoumat ekologické dopady blesků v místním i globálním měřítku.
Průměrná hustota blesků oblak-země podle vycházející z dat Earth Networks Total Lightning Network, zdroj: onlinelibrary.wiley.com
Na celém světě udeří každoročně do povrchu země 286–328 milionů blesků, z nichž se 196–204 milionů týká pevniny bez sněhu a ledu. Podle modelových simulací tyto blesky za období 2004–2023 způsobily úhyn 301–340 milionů stromů o průměru přes 10 cm za rok – což dvouapůlnásobek odhadu na základě výše zmíněných pozorování. Z toho bylo 160–234 milionů v tropickém pásmu, včetně 24–36 milionů velkých stromů (s průměrem přes 60 cm). Pro srovnání, přirozenými příčinami uhyne každoročně přibližně 50 miliard stromů, z toho 581 milionů velkých stromů. Ačkoli jsou blesky tedy zodpovědné za zhruba 0,66 % celkového úhynu stromů, u velkých stromů je tento podíl mnohem vyšší (o 4 % až 6 %). Za to může nejen pravděpodobnější úder blesku do velkých stromů, ale také proto, že tyto stromy se vyskytují výrazně častěji v tropech, kde jsou časté bouřky.
Celkově můžou blesky za uvolnění uhlíku z následně odumřelé biomasy ve výši 0,21–0,30 GtC/rok (miliard tun uhlíku za rok) (to ve finále představuje téměř miliardu tun oxidu uhličitého), což odpovídá 2,1 %–2,9 % produkce uhlíku z celkové přirozené odumřelé biomasy. Zajímavé je, že toto množství takto uvolněného uhlíku je srovnatelné s ročním množstvím 0,34 GtC uvolněných v důsledku lesních požárů. Největší podíl blesků na celkově zničené biomase je v centrální Africe, což odpovídá oblasti s nejvyšší četností blesků v této oblasti.
Procento stromů usmrcených blesky pro různé třídy velkosti stromů (všechny, malé (do 30 cm), střední (30-60 cm) a velké (nad 60 cm v průměru)), zdroj: onlinelibrary.wiley.com
Porovnání globálních simulací s vlivem a bez vlivu blesků na úmrtnost stromů ukazuje, že blesky mají sice malý, ale nezanedbatelný vliv na ukládání uhlíku ve vegetaci. Údery blesků snižují množství uhlíku v živé vegetaci o 6,9–9,3 GtC, tedy o 1,3 %–1,7 %. To je způsobeno především předčasným odumřením biomasy listnatých stromů, zatímco jehličnany jsou navzdory své vyšší náchylnosti k úderu blesků téměř neovlivněny, a to díky nízké hustotě blesků v boreální zóně.
Celkový příspěvek blesků k odumřelé biomase v procentech, zdroj: onlinelibrary.wiley.com
S pokračující změnou klimatu dochází k nárůstu teploty i vlhkosti vzduchu, což jsou faktory vedoucí k potenciálně četnějším bleskům. To znamená, že tropické oblasti v příštích letech a dekádách budou pravděpodobně přicházet o ještě více stromů v důsledku úderů blesků. Nicméně dopad blesků na stromy se zřejmě zvýší i v mírných zeměpisných šířkách.
Blesky působí škody na stromech, respektive lesech v malém měřítku. Detekce a adekvátní vyčíslení přímé (tj. mimo spojitost s případnými následnými požáry iniciovanými blesky) úmrtnosti stromů způsobené blesky je však velmi náročné. Vizuální známky zásahu blesku často chybí (nebo jsou již nerozpoznatelné kvůli pokročilému rozkladu dřeva), odumírání stromů někdy probíhá pomalu a většina zpráv se opírá o dodatečné průzkumy nebo neoficiální důkazy založené na nejvýraznějších událostech. V důsledku toho je bez předchozí znalosti o úderu blesku úmrtnost způsobená bleskem často přehlížena nebo chybně přičítána jiným příčinám, jako jsou bouře, sucha nebo biotické faktory.
Na základě výzkumu založeného na kombinací kamerového systému detekce blesků s následnými průzkumy pomocí dronů a pozemních průzkumů v pralese na ostrově Barro Colorado v Panamě se ukázalo, že blesky typu oblak-země (cloud-to-ground, CG) často neovlivňují pouze přímo zasažený strom, ale také okolní stromy prostřednictvím přenosů bleskové elektřiny mezi korunami sousedních stromů. Každý úder blesku zabil průměrně 3,5 stromu (o průměr přesahujícím 10 cm) během jednoho roku, včetně 0,94 velkých stromů (s průměrem přes 60 cm). Úmrtnost stromů v důsledku blesku se zvyšovala s průměrem stromu a klesala se vzdáleností od přímo zasaženého stromu. Srovnáním úmrtnosti stromů v důsledku blesku s normální pozaďovou úmrtností stromů ve studovaném lese bylo odhadnuto, že blesk je zodpovědný za nejméně 4,5 % celkové úmrtnosti stromů a dokonce 40,5 % úmrtnosti velkých stromů. Extrapolací těchto zjištění na všechny tropické lesy s použitím údajů o lokální hustotě blesků bylo odhadnuto, že blesky každoročně zabijí 194 milionů stromů o průměru přes 1 cm, z toho je 126 milionů stromů o průměru přes 10 cm. Blesky jsou navíc významným rušivým faktorem i v jiných typech lesů, včetně některých mírných jehličnatých lesích, kde jsou blesky odhadovány jako dominantní příčina úmrtnosti a mohou každoročně zabít až 4,7 % největších stromů.
Na rozdíl od těchto čísel vzniklých na základě pozorování na několika málo místech planety využili nyní vědci z TUM matematický přístup, a to pomocí tzv. dynamických globálních vegetačních modelů, které se běžně používají k simulaci suchozemských ekosystémů za předem stanovených environmentálních podmínek. Jsou schopny simulovat procesy, jako je zakládání lesů, růst, konkurence a úmrtnost stromů. I přes neustálé zdokonalování modelů však zachycení úmrtnosti stromů bylo stále relativně omezené, kdy jediným explicitně simulovaným narušením byl jen lesní požár. Vědcům z TUM se ale podařilo do svého modelu implementovat úmrtnost způsobenou blesky s cílem prozkoumat ekologické dopady blesků v místním i globálním měřítku.
Průměrná hustota blesků oblak-země podle vycházející z dat Earth Networks Total Lightning Network, zdroj: onlinelibrary.wiley.com
Na celém světě udeří každoročně do povrchu země 286–328 milionů blesků, z nichž se 196–204 milionů týká pevniny bez sněhu a ledu. Podle modelových simulací tyto blesky za období 2004–2023 způsobily úhyn 301–340 milionů stromů o průměru přes 10 cm za rok – což dvouapůlnásobek odhadu na základě výše zmíněných pozorování. Z toho bylo 160–234 milionů v tropickém pásmu, včetně 24–36 milionů velkých stromů (s průměrem přes 60 cm). Pro srovnání, přirozenými příčinami uhyne každoročně přibližně 50 miliard stromů, z toho 581 milionů velkých stromů. Ačkoli jsou blesky tedy zodpovědné za zhruba 0,66 % celkového úhynu stromů, u velkých stromů je tento podíl mnohem vyšší (o 4 % až 6 %). Za to může nejen pravděpodobnější úder blesku do velkých stromů, ale také proto, že tyto stromy se vyskytují výrazně častěji v tropech, kde jsou časté bouřky.
Celkově můžou blesky za uvolnění uhlíku z následně odumřelé biomasy ve výši 0,21–0,30 GtC/rok (miliard tun uhlíku za rok) (to ve finále představuje téměř miliardu tun oxidu uhličitého), což odpovídá 2,1 %–2,9 % produkce uhlíku z celkové přirozené odumřelé biomasy. Zajímavé je, že toto množství takto uvolněného uhlíku je srovnatelné s ročním množstvím 0,34 GtC uvolněných v důsledku lesních požárů. Největší podíl blesků na celkově zničené biomase je v centrální Africe, což odpovídá oblasti s nejvyšší četností blesků v této oblasti.
Procento stromů usmrcených blesky pro různé třídy velkosti stromů (všechny, malé (do 30 cm), střední (30-60 cm) a velké (nad 60 cm v průměru)), zdroj: onlinelibrary.wiley.com
Porovnání globálních simulací s vlivem a bez vlivu blesků na úmrtnost stromů ukazuje, že blesky mají sice malý, ale nezanedbatelný vliv na ukládání uhlíku ve vegetaci. Údery blesků snižují množství uhlíku v živé vegetaci o 6,9–9,3 GtC, tedy o 1,3 %–1,7 %. To je způsobeno především předčasným odumřením biomasy listnatých stromů, zatímco jehličnany jsou navzdory své vyšší náchylnosti k úderu blesků téměř neovlivněny, a to díky nízké hustotě blesků v boreální zóně.
Celkový příspěvek blesků k odumřelé biomase v procentech, zdroj: onlinelibrary.wiley.com
S pokračující změnou klimatu dochází k nárůstu teploty i vlhkosti vzduchu, což jsou faktory vedoucí k potenciálně četnějším bleskům. To znamená, že tropické oblasti v příštích letech a dekádách budou pravděpodobně přicházet o ještě více stromů v důsledku úderů blesků. Nicméně dopad blesků na stromy se zřejmě zvýší i v mírných zeměpisných šířkách.
Encyklopedie počasí
Přečtěte si další články z naší rozsáhlé encyklopedie počasí, která shrnuje poznatky o meteorologii a počasí. Pochopíte řadu základních meteorologických prvků a způsob vytváření předpovědí počasí.
