Våren av 2012 var den tidigast registrerade över USA sedan 1900. I många stater anlände tecken på våren nästan tre till fyra veckor tidigare än förväntat. Unseasonable warmth orsakade ovanligt tidiga blomningar, särskilt på fruktträdande träd i områdena nordöstra och stora sjöarna. Observatörer i Massachusetts och Wisconsin rapporterade att blomningen kom tidigare än den hade sedan Henry David Thoreau noterade när växter började blomma nära Walden Pond i 1850s eller sedan Aldo Leopold observerade blomstringstider på "The Shack" i Sauk County i 1930s och '40s.

Sedan, i det som har kommit att erkännas som ett kännetecken för klimatförändringar - ovanlig variation - följdes de exceptionellt tidiga varma temperaturerna plötsligt av en hård frysning.

"Vi trodde 2010 var konstigt. Men 2012 var verkligen konstigt, säger Jake Weltzin, verkställande direktör för USA: s nationella fenologiska nätverk.

Ovanligt tidig uppvärmning, kallad "falsk vår", blir allt vanligare när klimatförändringar uppstår. Dess effekter leder också till ökad oro. För när heta temperaturer väcker vilande växter och djur för tidigt kan de kasta tidpunkten för säsongshändelser som är avgörande för en hel ekologisk matweb utanför kilter. Resultaten kan orsaka förödande skada på både vilda och odlade arter. Falska vårhändelser har orsakat enorma förluster i amerikanska fruktgrödor, skadade stora skogar och decimerade känsliga Kalifornienfjärilpopulationer.

Distinct Trend mot tidigare våren

Naturalister och forskare, bönder och trädgårdsmästare har länge noterat när växter löv ut och knoppar varje år - en del av studien av säsongshändelser som kallas fenologi. Forskare och mer casual bakgårdsmätare har noterat en pågående växling mot tidigare källor i Nordamerika under de senaste 50 till 100-åren. Samtidigt har ett växande antal vetenskapliga studier dokumenterat den framväxande framväxten av knoppar, blomningar och dvala djur.

Sedan de tidiga 1900-erna har ungefär två tredjedelar av de studerade arterna skiftat mot tidigare vårblomning, avel eller migrering. Detta gäller för alla större grupper av arter som studerats, inklusive amfibier, fåglar, fiskar, ryggradslösa djur och däggdjur samt träd, nonwoody växter, koraller och plankton. Dessa förändringar har observerats på alla större kontinenter och oceaner, enligt Camille Parmesan, en professor vid University of Texas i Austin, vars forskning fokuserar på klimatförändringarnas biologiska effekter.

Tidiga knoppar och blommor som dödas av en hård frost kan innebära misslyckande att blomma och frukt under resten av det året. USA: s nationella fenologinätverk, som samlar ut blad och blommar data tillsammans med information om när arten migrerar och reproducerar från hela USA , har hjälpt till att bekräfta att den framväxande starten på våren och fallande skift mellan varma och kalla temperaturer är en del av pågående trender. Medan nätverket var officiellt etablerat i mitten av 2000, går observationer som registrerats av dess bidragande forskare och volontärer tillbaka till 1950.

Några av de längsta löpande posterna, vilken kronologisk första bladväxt av kaprifol och lilor över de lägre 48-staterna, visar ett märkbart skifte mot tidigare datum sedan 1980. Liksom de temperaturer som registrerats som en del av klimatforskningen visar utblåsningsdatumen stor variation från år till år, men trenden är distinkt - tidigare varmare temperaturer och tidigare första knoppar och blomningar.

Medan tillfälliga falska källor inte är nya, är det som är nytt under de senaste åren kombinationen av alltmer varmare fjädrar och extrema temperatursvängningar, överallt kortare tider under hösten och vinterns underfrysningstemperaturer och de förändrade nederbördsmönstren i samband med den globala klimatförändringen.

Höst- och vintervarmen i både 2010 och 2012 var till exempel längre än andra. Detta fenomen ökar sannolikheten för att växter kommer fram ur viloläge för tidigt och producerar unga löv, knoppar och blommor. När ovanliga milda temperaturer och efterföljande växttillväxt följs av frysningstemperaturer kan tidiga knoppar och blomningar som dödas av hård frost innebära misslyckande att blomma och frukt under resten av det året. Och förutom de akuta effekterna på bräckliga växtdelar kan tidig uppvärmning också orsaka problem genom att trunka vinterkylningstiden många plantor frön behöver för riktig spiring, växter behöver blommande och blommande och dvala djur behöver slutföra sina årliga cykler i god hälsa.

Det finns en krusningseffekt på ekosystem

Utsikterna att frysa efter att en gröda har blivit utblomstrad, blommad eller satt frukt ger uppenbara problem för bönderna. 2007-falska våren slår till exempel jordbruksgrödor och lövträd i de amerikanska Mellanvästern till Sydostasien och Mellanatlanten, särskilt hårda, vilket orsakar växtskador - särskilt fruktträd och bär - som ledde till en begäran om en katastrofdeklaration i North Carolina . I 2012 uppskattades förluster i fruktträdgrödor i Michigan på grund av falska vårblomningen och fryscyklerna till en halv miljard dollar.

Tidpunkten för blad- och blomstutveckling har effekter som krusningar genom ett ekosystem, eftersom dessa förändrar snabbt flödet av sap, nektar och näringsämnen inom växter och påverkar därmed tillgången på skydd och näring för andra organismer.

Falsk vår kan skada inte bara de växter som lägger fram tidiga spirar, löv eller blomningar, men andra arter och hela ekosystem. Tidpunkten för blad- och blomstutveckling har effekter som krusningar genom ett ekosystem, eftersom dessa förändrar snabbt flödet av sap, nektar och näringsämnen inom växter och påverkar därmed tillgången på skydd och näring för andra organismer. Detta kan få djupa konsekvenser, särskilt när art kommer fram från viloläge eller under migrering.

Desynkronisering av säsongshändelser har rapporterats runt om i världen, från den amerikanska sydosten till New England, och Rockies till den tibetanska platån och över hela Europa. Rocky Mountain marmots har dykt upp för att hitta de växter de lita på för mat begravd under ännu inte helt smält snö. Fjärilar i Kaliforniens Sierra Nevada har vridit sig ur sina kokonger i det som verkade som vårvärme, bara för att fällas av den frysning som följde.

En serie falska vårhändelser bidrog till utrymmet av en befolkning av Ediths sjunker i Sierra Nevada i 1980 och 1990, eftersom höga temperaturer desynkroniserade den tid som fjärilarna kom fram och blomman av de växter de lita på för mat och värme och brist på fukt orsakade växter att torka upp när larverna behövde mata på dem.

En annan störande effekt av falsk fjäder är den skada som kan orsaka att plantera och trädskydd. Om en falsk vårfrysning väsentligt minskar framgången för trädens sommarbladskåpa över breda landskapsvyer som det gjorde i USA Sydöstra i 2007, kan det också minska mängden kol och andra näringsämnen som dessa träd kan bearbeta. Detta kan leda till nedsatt markhälsa och äventyra hälsan hos insekter och andra organismer som är beroende av växternas näringscykel.

Anthony Barnosky, University of California, Berkeley professor i integrativ biologi och författare till Värmestrålning: Naturen i den globala uppvärmnings tiden - en 2009-bok som undersöker effekterna av klimatförändringar på olika arter i naturen - säger när man försöker förstå den globala uppvärmningen, inklusive de som relaterar till falskt vårfenomen, är det viktigt att överväga hur olika drabbade arter interagerar. "Det finns alla slags komplexiteter vi behöver titta på närmare," säger han.

Försöker justera tidigare fjädrar

"Artens primära respons på klimatförändringen är att flytta runt landskapet och försöka återskapa sitt klimatutrymme", förklarar Barnosky. Med andra ord: de försöker hitta villkor som replikerar de platser där de tidigare hade blomstrat. Faktum är att University of Texas vid Austin Parmesan rapporterade i 2013 att en sammanfattning av många forskningsstudier som genomförts runt om i världen under de senaste 10-åren visar att ungefär hälften av alla undersökta arter sedan början av 1900 har skiftat sina områden närmare polerna - mellan om 30 och 995 miles poleward - eller uppåt i höjd, lika mycket som om 1,300-fötter, som söker kallare temperaturer.

Från en livsmedelsproduktionssynpunkt försöker jordbrukarna runt om i världen att anpassa sig till den växande sannolikheten för falska källor genom att plantera på sätt som rymmer både tidig uppvärmning och temperatur- och fuktyt extremiteter, säger Sharon Muzli Gourdji, postdoktor i energi och miljö vid Stanford University . Vete sorteras för värmetolerans och andra variabler som medför klimatförändringar så att de kan tåla uppvärmningstemperaturer i de tropiska områdena Asien, Afrika och Sydamerika samt utmaningarna för både uppvärmning och extrem variabilitet på norra halvklotet. "Jordbrukare anpassar sig," säger Parmesan.

Samtidigt är vilda arter på väg att leta efter förhållanden som är lämpliga för hela livscykeln under alltmer oförutsägbara omständigheter. Men när framgång i ett visst livsstil beror på en stadig övergång från en säsongs förhållanden till nästa - en progression falskar våren stör - det är då många arter börjar börja stöta på svårigheter. "Fenologiproblemet kan vara ett stort problem, säger Barnosky.

Samförståndet mellan forskare som studerar klimatförändringen är att störningarna i vad som har betraktats som normala mönster av säsongstemperatur och nederbörd som uppstått genom uppbyggnad av växthusgaser är med oss ​​under en längre tid.

Enligt parmesan har vi "inga bevis på några evolutionära förändringar av den sort som föreslår att arter anpassas" till extrema temperatursvängningar trots att vissa arter redan kan klara av sådana extremiteter. Vissa arter svarar eller tillgodoser dessa förändringar, förklarar hon, men det betyder inte nödvändigtvis en evolutionär anpassning. Weltzin, vid USA National Phenology Network, använder termen "justering".

Samförståndet mellan forskare som studerar klimatförändringen är att störningarna i vad som har betraktats som normala mönster av säsongstemperatur och nederbörd som uppstått genom uppbyggnad av växthusgaser är med oss ​​under en längre tid. Även om det fanns en utbredd minskning av sådana utsläpp över hela världen, skulle det nu i atmosfären fortsätta att påverka de globala klimatmönstren under de kommande åren. Med tanke på denna verklighet kommer tidiga och falska fjädrar sannolikt att bli alltmer kända fenomen. Så bland forskarnas nästa steg är att inte bara lära sig mer om hur arten svarar på dessa händelser utan också hur man kan förutsäga dem.

Under förutsägelse av falska källor kan det inte hjälpa vilda arter på samma sätt som jordbruk - eller lösa orsakerna till problemet - det kan peka vägen till bevarandeåtgärder som kan bidra till att skydda vissa utsatta arter. Som parmesan sade om böndernas adaptiva strategier, "Det kan vara mycket viktigt att få det rätt."

Denna artikel publicerades ursprungligen på Ensia

Om författaren

Elizabeth Grossman är en oberoende journalist och författare som specialiserat sig på miljö- och vetenskapliga frågor. Hon är författare till Chasing Molecules, High Tech Trash, Watershed och andra böcker. Hennes arbete har också dykt upp i en mängd olika publikationer, inklusive Vetenskaplig amerikan, Yale e360, d Washington Post, TheAtlantic.com, Salon, Nationen, och Mor Jones. Hon är bosatt i New York City och har en BA i litteratur från Yale University. Hon bor nu en minuts promenad från Willamette River i Portland, Oregon. När hon inte är på skrivbordet skriver hon ut att utforska - vandring, camping, paddla, skissa och titta på fåglar.

Rekommenderad bok:

Chasing Molecules: Giftiga Produkter, Mänsklig Hälsa och Löfte om Grön Kemi
av Elizabeth Grossman.

Elizabeth Grossman, en välrenommerad journalist som uppmärksammat de föroreningar som är dolda i datorer och annan högteknologisk elektronik, hanterar nu farorna hos vanliga konsumentprodukter. Ändå är det svårt att föreställa sig livet utan de skapande bekvämligheter som nuvarande material ger - och författaren hävdar att vi inte behöver. En vetenskaplig revolution introducerar produkter som är "godartade genom design" och utvecklar tillverkningsprocesser som överväger hälsoeffekter i alla skeden och skapar nya föreningar som efterliknar istället för att störa naturliga system. Genom intervjuer med ledande forskare ger Elizabeth Grossman oss en första titt på denna radikala omvandling. Grön kemi är bara igång, men det erbjuder hopp om att vi faktiskt kan skapa produkter som gynnar hälsa, miljö och industri.

Klicka här för mer info och / eller för att beställa den här boken på Amazon.