Mai puțini nori prin mai mult dioxid de carbon Max-Planck-Gesellschaft
Un mecanism de feedback necunoscut anterior între vegetație și formarea norilor ar putea exacerba schimbările climatice
Cu cât aerul este mai cald, cu atât mai multă apă se poate evapora: o conexiune simplă pe care o cunoaștem din viața noastră de zi cu zi. Cu toate acestea, acest lucru nu este întotdeauna cazul, așa cum au descoperit cercetătorii din Germania și Olanda: Creșterea gazului cu efect de seră CO2 creează un climat mai cald, dar permite evaporarea mai puțină apă. Această contradicție aparentă este cauzată de plante, care, cu miliarde de pori mici de frunze, influențează conținutul de gaz și umiditate al aerului lor ambiant. La rândul său, aceasta declanșează o cascadă de procese ulterioare, astfel încât clima globală va continua să se încălzească în cele din urmă, așa cum cercetătorii au aflat pe baza noilor calcule cu ajutorul unui model de atmosferă.
Mai puțini nori pot crește peste iarbă în viitor: creșterea concentrației de dioxid de carbon în atmosferă determină scăderea evaporării din plante, astfel încât se formează mai puțini nori cumulus. În acest fel, mai multă lumină solară ajunge la sol - schimbările climatice se intensifică.
„Am vrut să știm cum creșterea previzibilă a CO2 afectează formarea norilor în climatele temperate și ce rol joacă vegetația în acest sens”, a spus Jordi Vilà-Guerau de Arellano de la Universitatea Wageningen din Olanda. Împreună cu colegii săi de la Institutul de chimie și meteorologie Max Planck, geofizicianul a folosit pentru prima dată un model de computer care ia în considerare solul, ciclul apei, atmosfera și procesele de creștere ale plantelor. Rezultatele modelului subliniază că procesele variabile locale și zilnice pot influența atmosfera prin turbulență la scară largă.
Pentru analiza lor, oamenii de știință au simulat trei scenarii: dublarea conținutului de CO2 atmosferic de la 0,038 la sută la 0,075 la sută, creșterea temperaturii medii globale cu două grade Celsius și o combinație a ambelor. Toate cele trei scenarii se bazează pe prognozele Grupului interguvernamental privind schimbările climatice (IPCC) și au fost stabilite pentru condiții cum ar fi de așteptat în anul 2100 și comparate cu valorile din 2003.
Grupul de cercetare a constatat că unele procese de schimb între vegetație, sol și atmosferă interacționează mai puternic cu creșterea CO2 și a schimbărilor climatice decât se aștepta. Dublarea conținutului de CO2 atmosferic începe o cascadă de procese, la începutul cărora există o reacție a metabolismului plantei la concentrația mai mare de CO2. Cauza reacției în lanț este că plantele reglează cantitatea de vapori de apă și dioxid de carbon pe care o schimbă cu atmosfera deschizând și închizând stomatele.
Plantele își închid porii mai devreme atunci când există o cantitate mai mare de CO2
Cascada începe inofensiv: în scenariul unui conținut de CO2 dublat, porii mici localizați de miliarde de ori pe partea inferioară a plantei se închid mai devreme, deoarece plantele au absorbit suficient dioxid de carbon pentru fotosinteză mai rapid. Cu toate acestea, acest lucru are consecința că plantele eliberează, de asemenea, mai puțină umiditate către exterior și, în general, mai puțini vapori de apă intră în atmosferă.
La rândul său, acest lucru creează mai puțini nori cumulus, astfel încât suprafața pământului se încălzește mai mult, deoarece mai multă lumină solară lovește direct suprafața și nu este împrăștiată de nori. Aerul mai cald creează acum mai multe turbulențe în atmosfera din apropierea solului, ceea ce înseamnă că este transportată mai multă căldură, dar mai puțină umiditate. Pământul și atmosfera se încălzesc suplimentar datorită reacției plantelor la conținutul crescut de CO2.
În acest sens, cercetătorii au identificat un alt feedback în sistemul climatic, un proces de auto-întărire. În al doilea scenariu, în care atmosfera se încălzește cu două grade Celsius fără a crește concentrația de CO2, acest feedback nu are loc.
Evaporarea va scădea cu 15%
În continuare, cercetătorii au simulat un al treilea scenariu în care au crescut atât nivelurile de CO2, cât și temperatura. „Efectele care au un efect pozitiv asupra formării norilor, precum capacitatea atmosferei mai calde de a absorbi mai multă apă sau creșterea biomasei, pot compensa doar parțial scăderea formării norilor”, a spus Jordi Vilà-Guerau de Arellano. „Evaporarea va scădea cu 15%. Stratul limită atmosferic se usucă, ceea ce înseamnă că se pot forma mai puțini nori ", adaugă Jos Lelieveld, director la Institutul de chimie Max Planck din Mainz.
Studiul arată că evaporarea redusă din plante are un impact direct asupra proceselor de schimb turbulent dintre stratul limită atmosferic apropiat de sol și stratul superior al atmosferei libere și astfel modifică formarea norilor.
Chiel van Heerwaarden de la Institutul de Meteorologie Max Planck spune: „Calculele arată că vegetația este legată de procesele fizice ale climei.” În viitor, cercetătorii vor să își extindă analiza în regiunea Amazonului pentru a verifica cum crește nivelul CO2 în regiunile tropicale. Afectează regiunile.