Lindsey Rustad 是一位冰雕师。但她雕刻的不是婚礼或企业活动上常看到的那些天鹅。她在森林里制造的是冰风暴。她的作品，如同大自然中的一样，闪闪发光，引人遐想。但它们也预示着危险。随着越来越多的证据表明气候变化正导致更频繁、更严重的极端天气事件，包括冰风暴在内的可能性很大，她想找出这对森林健康意味着什么。
冰风暴的破坏力可能极其巨大。被冰的重量压弯的树枝会折断，砸到汽车、电线、房屋和行人。在美国，此类风暴造成的冬季风暴损失估计占 60%，并且——在这里和加拿大——造成数十亿美元的损失。1998 年 1 月，一场巨大的冰风暴摧毁了美国北部新英格兰地区、纽约北部和加拿大东南部部分地区，而 2008 年在中国发生的一场冰风暴则造成 129 人死亡。
但科学家们仍然不清楚冰风暴对森林的长期影响。“我们的森林具有惊人的韧性，”美国农业部林业局的生态学家 Rustad 说。“我们认为它们可以从轻度结冰中恢复，但极端结冰或反复结冰可能会超出它们的恢复能力。”
森林在对抗气候变化的斗争中具有巨大的价值。完整的森林就像一个碳“汇”，能够吸收大气中大量的碳。但当树木被严重的冰风暴摧残——树枝倒塌——时，破坏会消耗碳储存，并使树木更难吸收碳。它还阻碍了树木自我修复的能力。“树木无法吸收更多的碳，并且会流失它们储存的碳，”Rustad 说。“这些极端事件的影响降低了树木的活力，威胁着它们的死亡，并削弱了它们作为碳汇的有效性。”
Rustad 是位于新罕布什尔州白山地区占地 8000 英亩的美国农业部哈伯德布鲁克实验林的团队负责人，几十年来她一直在森林的受控环境中操纵森林，测试气候变化的各种影响。她曾对森林进行酸化，并对其进行其他化学干扰，以测量其恢复能力。“我喜欢去‘戳’森林生态系统，看看它们的反应，”她说。在 2008-2009 年冬季，新英格兰地区发生了一系列冰风暴后，她和她的合作者决定将冰风暴加入研究项目。“我们曾以为可能需要花六个月时间去追逐冰风暴，然后才意识到这太荒谬了，”Rustad 说。
在 2009 年开始的持续实验中，她和她的团队使用消防泵和水管——从附近溪流抽水——在数个篮球场大小的森林地块上制造了不同程度的冰风暴。喷洒的程度从轻度结冰到更极端的覆盖，包括反复结冰以模拟潜在的连续事件。他们正在研究这些影响，包括将结冰区域与未受干扰的森林进行比较，观察土壤养分循环、森林再生和野生动物。
尽管研究还有一年才能完成，Rustad 已经对他们所观察到的现象有了一些初步的想法。“轻度结冰实际上可以产生有益的影响，”她说。“它可以疏通一些病枝，增加空气流通，并使树冠接受光照。由于树木储存了碳，这有助于它们恢复和重新发叶。但如果它们随后遭受更极端或更频繁的结冰，它们就会陷入困境，无法恢复，因为它们将没有食物，因为它们已经耗尽了储存的碳。所以我们认为轻度结冰是可以的——但仅此一次。”
她与林业局和学术界十多位跨学科的合作者一起工作，其中包括德克萨斯理工大学气候科学中心主任、大气科学家 Katharine Hayhoe。Hayhoe 和她的同事们正在使用计算和统计技术分析历史大气特征，以更准确地描绘过去的冰风暴记录，她称这些记录“非常不完整”。
利用这些数据和全球气候模型，Hayhoe 的团队正在设计算法，以生成更多关于未来冰风暴频率和强度的信息。“敬请期待，”Hayhoe 说，并补充道：“我们对这项工作特别兴奋，因为冰风暴不仅仅局限于美国中部和东北部。它们发生在美国南部和中部、欧洲甚至中国。由于我们的算法可以应用于全球不同地区，我们希望这个项目能在很大程度上解决冰风暴在世界许多不同地方可能如何受到气候变化影响的问题。”
Rustad 称这项项目是她“最艰难”的一次。“同时，‘制造天气’，这是最令人惊叹的感觉，”她补充道。
它是如何实现的？在最近一次发生在 2016 年冬季的野外实验中，团队等待温度连续几天降至冰点以下（华氏度）。二十多人驾驶雪地摩托，沿着三英里积雪的道路深入森林，大约下午 4 点开始。他们穿着厚厚的衣服，戴着反光背心，装备着喷雾器、水管、头灯和 LED 灯，通宵喷洒，每块地块四小时，每晚两块地块。总共花了四个晚上。
去年一月，他们又做了一次。
“水管将水喷射到 100 英尺高空，我们调整喷嘴以控制液滴的大小，”她解释说。“水会喷到树冠上方。如果在非常寒冷且物体表面结冰时进行，水接触物体就会结冰。你希望它以非常细小的雾状落下，这样它就能落在树枝表面而不是滴落。你移动喷嘴来覆盖树枝。这就是雕刻。你控制冰的积累量。这会带来一切不同。这样，我们就控制了一系列完美的冰风暴。”
团队在黑暗和寒冷中，目睹了壮丽的景象——在树枝开始倒塌之前。“在反射光下，它非常美丽，闪闪发光，像水晶一样，”Rustad 说。“你能听到树枝相互摩擦时发出的叮当作响的声音。我们都抬着头，发出赞叹声。”
当然，极端结冰的地块也带来了潜在的危险。但团队是安全的。“当它们达到临界点，开始开裂和断裂时，确实很吓人，”她说。“当树冠开始弯曲时，有一种可怕的即将发生灾难的感觉。”
尽管如此，“我们取得了一些无人能够实现的成就，创造了这种特定的极端天气事件，”Rustad 说。“我们可以想象，如果这种情况发生在整个森林，会是怎样一番景象。我们正在有意识地冒着风险去寻找那个临界点。我们已经看到，当地的天气正在超出历史正常范围。如果气候预测基本正确，我们需要在这些风暴发生之前——而不是之后——了解它们的影响。”
玛琳·西蒙斯为Nexus Media撰稿，该媒体是一家涵盖气候、能源、政策、艺术和文化的联合新闻社。
