Potential Climate Impacts of Reforestation and Waterlogging in Belarus

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The article discusses the expected climate changes in Belarus as a result of two types of land transformation – rewetting degraded peatlands and increasing forest cover. The analysis was performed for the growing season (May–September) based on long-term Earth remote sensing data, mesoscale modeling of atmospheric processes, and balance calculations using ERA5 reanalysis. It is shown that as a result of waterlogging, the daytime temperature of the underlying surface for the southern part of Belarus (below the latitude of Minsk) decreases within 1.5°С due to increased consumption, and for the northern part – within 0.5°С due to albedo regularity. At night, waterlogging, depending on the soil and climatic conditions, can cause both an increase and a specific value of the underlying surface temperature within 1°C. Evapotranspiration due to waterlogging in the northern regions of Belarus, and in the southern regions – emissions, which is associated with a significant ratio between consumption and transpiration in these regions. During the reforestation of cropland, the daytime land surface temperature of Belarus territory decreases within 2°C, and at night – within 0.4°C. The total evapotranspiration for the growing season due to the increase in forest cover reaches 100 mm, and approaching (maximum possible) consumption remains at the same level, which overestimates soil absorption at an increased amount of atmospheric pressure. The above changes in the physical characteristics of the underlying surface as a result of reclamation determine the standard surface air temperature in the reclamated disease within 0.4°C and an increase in the sums of atmospheric conditions within 2% of the climatic norm. At the same time, secondary reactions are predominantly distributed in morbidity due to western transfer with an emphasis on the eastern border distribution to the reclaimed region.

About the authors

S. А. Lysenko

Institute of Nature Management of the National Academy of Science of Belarus

Author for correspondence.
Email: lysenko.nature@gmail.com
Republic of Belarus, 220076, Minsk, 10, F. Skoriny str.

P. A. Zaiko

Institute of Nature Management of the National Academy of Science of Belarus

Email: lysenko.nature@gmail.com
Republic of Belarus, 220076, Minsk, 10, F. Skoriny str.

References

  1. Бамбалов Н.Н., Ракович В.А. Роль болот в биосфере. Минск: Издательский дом “Белорусская книга”, 2005. 288 с.
  2. Елисеев А.В., Мохов И.И. Влияние учета радиационного эффекта изменения альбедо поверхности суши при землепользовании на воспроизведение климата XVI–XXI веков // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. Т. 47. № 1. С. 18–34.
  3. Костин С.И., Покровская Т.В. Климатология. Л.: Гидрометеоиздат, 1961. 235 с.
  4. Лихацевич А.П., Мееровский А.С., Вахонин Н.К. Мелиорация земель в Беларуси. Минск: БелНИИМиЛ, 2001. 308 с.
  5. Логинов В.Ф. Изменения климата Беларуси и их последствия / В.Ф. Логинов и др. // Минск: Тонпик, 2003. 330 с.
  6. Логинов В.Ф., Лысенко С.А., Мельник В.И. Изменение климата Беларуси: причины, последствия, возможности регулирования. 2-е изд. Минск: УП “Энциклопедикс”, 2020. 264 с.
  7. Логинов В.Ф., Лысенко С.А., Хомич В.С., Семенченко В.П., Кулак А.В., Степанович И.М. Признаки аридизации климата и их экосистемные проявления на территории Беларуси // Известия РАН. Серия географическая. 2021. Т. 85. № 4. С. 515–527.
  8. Лысенко С.А. Климатообусловленные изменения биопродуктивности наземных экосистем Беларуси // Исслед. Земли из космоса. 2019. № 6. С. 77–88.
  9. Лысенко С.А., Буяков И.В. Особенности современного изменения климата в Республике Беларусь // Фундаментальная и прикладная климатология. 2020. № 3. С. 22–41.
  10. Лысенко С.А., Логинов В.Ф., Бондаренко Ю.А. Взаимосвязь современных изменений испарения и количества осадков в южных регионах Беларуси // Природопользование. 2020. № 1. С. 20–29.
  11. Лысенко С.А., Зайко П.О. Оценки влияния подстилающей поверхности на точность численного прогноза температуры воздуха на территории Беларуси с использованием модели WRF // Гидрометеорологические исследования и прогнозы. 2021. № 4(382). С. 50–68.
  12. Лысенко С.А., Логинов В.Ф., Бондаренко Ю.А. Баланс углерода в наземных экосистемах Беларуси и его устойчивость к изменению климата // Природопользование. 2021. № 1. С. 5–15.
  13. Лысенко С.А., Логинов В.Ф., Зайко П.О. Влияние изменений климата на биопродуктивность наземных экосистем в Белорусско-Украинском Полесье // Метеорология и гидрология. 2022. Т. 47. № 1. С. 59–71.
  14. Львович М.И. Человек и воды: преобразование водного баланса и речного стока. М.: Географгиз, 1963. 567 с.
  15. Молчанов А.А. Гидрологическая роль леса. М.: АН СССР, 1960. 487 с.
  16. Обуховский Ю.М. Ландшафтная индикация: учебное пособие для студентов высших учебных заведений по географическим специальностям / ред. А.В. Матвеев, В.Н. Киселев. Минск: БГУ, 2008. 255 с.
  17. Ольчев А.В., Розинкина И.А., Кузьмина Е.В., Никитин М.А., Ривин Г.С. Оценка влияния изменения лесистости центрального региона Восточно-Европейской равнины на летние погодные условия // Фундаментальная и прикладная климатология. 2017. Т. 4. С. 79–101.
  18. Рахманов В.В. Гидроклиматическая роль лесов. М.: Лесная промышленность, 1984. 240 с.
  19. Шебеко В.Ф. Изменение микроклимата под влиянием мелиорации болот. М.: Наука и техника, 1977. 286 с.
  20. Шебеко В.Ф. Влияние осушительных мероприятий на водный режим территорий. Минск: Ураджай, 1983. 200 с.
  21. Широков В.М., Лопух П.С. Изменение микроклимата побережий и акваторий водохранилищ в пригородных зонах Беларуси // Климатические ресурсы Беларуси и их рациональное использование. Минск: Университетское, 1986. С. 88–93.
  22. Федоров С.Ф. Исследование элементов водного баланса в лесной зоне европейской территории СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 264 с.
  23. Федоров С.Ф. Изменение структуры водного и теплового баланса залесенных территорий под влиянием вырубок // Труды ГГИ. 1981. Вып. 279. С. 20–31.
  24. Brubaker K., Entekhabi D., Eagleson P.S. Estimation of Continental Precipitation Recycling // J. Clim. 1993. V. 6. № 6. P. 1077–1089.
  25. Duveiller G., Hooker J., Cescatti A. The mark of vegetation change on Earth’s surface energy balance // Nat. Commun. 2018. V. 9. № 679.
  26. Eltahir E.A.B., Bras R.L. Precipitation recycling in the Amazon basin // Q. J. R. Metheorol. Soc. 1994. V. 120. № 518. P. 861–880.
  27. Forzieri G., Alkama R., Miralles D.G., Cescatti A. Satellites reveal contrasting responses of regional climate to the widespread greening of Earth // Science. 2017. V. 356. № 6343. P. 1180–1184.
  28. Gorelick N., Hancher M., Dixon M., Ilyushchenko S., Thau D., Moore R. Google Earth Engine: Planetary-scale geospatial analysis for everyone // Rem. Sens. Environ. 2017. V. 2. № 1. P. 18–27.
  29. Guo L., Klingaman N.P., Demory M.E., Vidale P.L., Turner A.G., Stephan C.C. The contributions of local and remote atmospheric moisture fluxes to East Asian precipitation and its variability // Climate Dynamics. 2018. V. 51. № 1–2. P. 4139–4156.
  30. Li X., Mitra C., Dong L., Yang Q. Understanding land use change impacts on microclimate using Weather Research and Forecasting (WRF) Model // Physics and Chemistry of the Earth. 2018. V. 103. P. 115–126.
  31. Lawrence D., Coe M., Walker W., Verchot L., Vandecar K. The Unseen Effects of Deforestation: Biophysical Effects on Climate // Front. For. Glob. Change. 2022. V. 5.
  32. Li R., Wang C., Wu D. Changes in precipitation recycling over arid regions in Northern Hemisphere // Theor. Appl. Climatol. 2018. V. 131. P. 489–502.
  33. https://lpdaac.usgs.gov/documents/118/MOD11_User_Guide_ V6.pdf.
  34. https://lpdaac.usgs.gov/documents/494/MOD16_User_Guide_ V6.pdf.
  35. https://land.copernicus.eu/global/products/lc.
  36. Shrivastava M., Cappa C.D., Fan J., Goldstein A.H. et al. Recent advances in understanding secondary organic aerosol: Implications for global climate forcing // Rev. Geophys. 2017. V. 55. № 2. P. 509–559.
  37. Scott C.E., Arnold S.R., Monks S.A. et al. Substantial large-scale feedbacks between natural aerosols and climate // Nature Geosci. 2018. V. 11. № 1. P. 44–48.
  38. Skamarock W.C., Klemp J.B., Dudhia J., Gill D.O., Liu Z., Berner J., Wang W., Powers J.G., Duda M.G., Barker D., Huang X. A description of the Advanced Research WRF Model Version 4 // NCAR Techn. Boulder: National Center for Atmospheric Research, 2021. 165 p.
  39. Tunved P., Stroöm J., Kulmala M., Kerminen V.-M., Dal Maso M., Svenningson B., Lunder C., Hansson H.-C. The natural aerosol over Northern Europe and its relation to anthropogenic emissions–implications of important climate feedbacks // Tellus B: Chemical and Physical Meteorology. 2008. V. 60. № 4. P. 473–484.
  40. Yli-Juuti T., Mielonen T., Heikkinen L. et al. Significance of the organic aerosol driven climate feedback in the boreal area // Nat. Commun. 2021. V. 12. № 5637.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (4MB)
3.

Download (4MB)
4.

Download (2MB)
5.

Download (2MB)
6.

Download (1MB)
7.

Download (968KB)


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».