Les sécheresses réduisent de plus en plus le puits de CO2-dans les tropiques.
Des chercheurs de l'ETH trouvent des indices selon lesquels les sécheresses ont de plus en plus affecté le cycle du carbone dans les forêts tropicales au cours des soixante dernières années. La plupart des modèles climatiques ne tiennent pas compte de cette observation. Cela pourrait signifier que les écosystèmes terrestres, en tant que puits de carbone, émettront à l'avenir moins de CO2 enregistrer que prévu.
L'essentiel en bref
- Les périodes de sécheresse et les fluctuations de la disponibilité de l'eau ont eu un impact de plus en plus important sur le cycle du carbone dans les régions tropicales au cours des 60 dernières années.
- La plupart des modèles climatiques ne parviennent pas à expliquer l'impact croissant de la disponibilité de l'eau et des sécheresses sur le CO végétal.2-et la concentration atmosphérique de CO2-concentrations ne sont pas reproduites.
- L'étude suggère que les écosystèmes terrestres et les forêts tropicales humides pourraient être moins résistants à la sécheresse qu'on ne le pensait auparavant.
Les plantes absorbent le CO2 pour se développer. Ils le prélèvent dans l'atmosphère et en font des composés organiques par le biais de la photosynthèse et de l'eau. Ainsi, au cours des six dernières décennies, les écosystèmes terrestres ont absorbé en moyenne environ 32 pour cent du CO2-serait absorbée par les émissions de CO2. La question de savoir si et dans quelle mesure la végétation terrestre peut maintenir sa fonction de puits de carbone dans un climat changeant est une question centrale des sciences du climat et très pertinente sur le plan politique.
Le système climatique de la Terre se caractérise par de nombreuses rétroactions. On entend par là les processus déclenchés par le réchauffement de la planète qui rétroagissent sur le changement climatique qui en est la cause et qui l'amplifient ou l'atténuent. De telles rétroactions carbone-climat sont à la fois difficiles à mesurer et à modéliser et constituent un facteur d'incertitude important dans les projections climatiques. "Il est donc difficile de quantifier avec précision comment le puits de carbone terrestre réagira à un changement climatique supplémentaire causé par l'homme", explique Sonia Seneviratne, professeure de dynamique terre-climat à l'ETH Zurich.
Jusqu'à présent, la recherche partait du principe que les émissions de CO2-Les chercheurs ont constaté que le puits de carbone ne serait clairement affecté que par un réchauffement global élevé à très élevé de 2 à 4 degrés Celsius. Aujourd'hui, une équipe de chercheurs dirigée par Seneviratne trouve des indices selon lesquels les écosystèmes terrestres pourraient être moins résistants aux changements climatiques que ce que l'on pensait jusqu'à présent.
"Nous constatons une vulnérabilité croissante des puits de carbone tropicaux au manque d'eau", explique Laibao Liu, post-doctorant dans le groupe de Seneviratne et premier auteur de l'étude dont les chercheurs parlent actuellement dans la revue Science. page externeNature rapportent .
Boucle de rétroaction entre le carbone et le climat
Concrètement, les résultats suggèrent que les périodes de sécheresse ont influencé le cycle du carbone dans les tropiques de manière croissante au cours des 60 dernières années, de telle sorte que la végétation émet moins de CO2 pendant les épisodes de sécheresse - un effet que la plupart des modèles climatiques ne peuvent pas prendre en compte.
Néanmoins, l'observation semble être fondée sur une rétroaction connue : Dans des conditions chaudes et sèches, les plantes éliminent le CO2-Les plantes absorbent davantage d'eau afin d'éviter les pertes d'eau. En outre, la mortalité des plantes et les incendies sont plus fréquents, ce qui entra?ne des émissions de CO2-dans la biosphère. Si une telle condition se produit plus souvent, cela pourrait augmenter les émissions de CO2-réduisent le puits de carbone et augmentent encore le réchauffement climatique.
En 2018, l'équipe de Seneviratne avait déjà pu montrer à l'échelle mondiale que les écosystèmes en situation de stress hydrique absorbent moins de carbone : Les années de sécheresse, la concentration de CO2-concentration dans l'atmosphère augmente de manière significative. En réalité, le taux de croissance du CO atmosphérique varie2 d'année en année en fonction de la disponibilité de l'eau sur terre. Le plus grand défi a été de déterminer où se produisent les sécheresses dans le monde. Depuis, celles-ci peuvent être relevées avec précision gr?ce à une observation satellitaire raffinée des réservoirs d'eau terrestres.
Les sécheresses sont corrélées au cycle du carbone
Dans la présente étude, les chercheurs ont voulu savoir si le lien entre l'eau disponible et la concentration de CO2-a changé au fil du temps. "Comme les variations annuelles des émissions de CO2-Comme le taux de croissance du carbone est clairement dominé par les rétroactions carbone-climat entre les terres et l'atmosphère dans les tropiques, nous avons pu étudier cette question globale à partir des données climatiques tropicales des soixante dernières années", explique Liu.
les chercheurs ont ainsi pu démontrer que le couplage entre la disponibilité de l'eau tropicale et les émissions de CO2-L'étude montre que le taux de croissance de la biodiversité s'est intensifié au cours des 30 dernières années, de 1989 à 2018, par rapport à la période précédente, de 1960 à 1989.
En d'autres termes, l'eau tropicale - ou plus précisément son manque - est devenue un facteur limitant qui fa?onne le cycle annuel du carbone et ses rétroactions.
Les rétrospectives ne sont pas des prévisions
Ces résultats inquiètent Seneviratne, car ils mettent en évidence un processus qui pourrait encore accentuer le réchauffement climatique. Elle veut maintenant découvrir ce qui a provoqué les sécheresses tropicales plus intenses et la plus grande sensibilité des écosystèmes tropicaux, et pourquoi les modèles climatiques n'en rendent pas compte. Une explication possible pourrait être des changements dans les caractéristiques spatiales d'El Ni?o Southern Oscillation (ENSO), comme l'écrivent les chercheurs dans leur étude. Il est toutefois encore trop t?t pour donner des réponses s?res.
Seneviratne appelle également à la prudence face aux conclusions h?tives. "Notre étude a regardé en arrière, pas en avant. Les résultats ne sont pas des prévisions", souligne la climatologue.
Néanmoins, si les sécheresses devenaient plus importantes pour le cycle du carbone, cela ne laisserait rien présager de bon. "Nous nous attendons à ce que de nombreuses régions à la végétation étendue, notamment l'Amazonie, soient davantage touchées par les sécheresses si les températures augmentent", explique Seneviratne.
Le fait que les modèles climatiques ne reflètent pas la limitation accrue de l'eau pourrait signifier que l'absorption de carbone par les plantes et leur résistance à la sécheresse ont tout simplement été surestimées jusqu'à présent. Cela influencerait l'évaluation des objectifs et des mesures climatiques - "Nous devrions recalculer le flux de carbone global pour les émissions restantes", ajoute Liu.
Mais il s'agit tout d'abord de permettre aux modèles climatiques de prendre en compte de manière adéquate les conséquences des sécheresses sur le cycle du carbone. "Ce n'est qu'alors que nous pourrons faire des prévisions plus précises sur les futurs puits de carbone terrestres", conclut Sonia Seneviratne.
Référence bibliographique
Liu L, Ciais P, Wu M, Padron RS, Friedlingstein P, Schwaab J, Gudmundsson L, and Seneviratne SI : Increasingly negative tropical water-interannual CO2 growth rate coupling. Nature (2023), publié en ligne le 31 mai doi : page externe10.1038/s41586-023-06056-x.