La siccità riduce sempre di più il serbatoio di CO2-prodotta dall'uomo ai tropici
I ricercatori dell'ETH hanno trovato prove del fatto che negli ultimi sessant'anni la siccità ha compromesso sempre più il ciclo del carbonio nelle foreste pluviali. La maggior parte dei modelli climatici non coglie questa osservazione. Ciò potrebbe significare che gli ecosistemi terrestri come serbatoi di carbonio emetteranno meno CO2 di registrare più di quanto ci si aspettasse.
I fatti più importanti in breve
- Negli ultimi 60 anni, la siccità e la fluttuazione della disponibilità di acqua hanno influenzato sempre più il ciclo del carbonio nei tropici.
- La maggior parte dei modelli climatici non è in grado di prevedere la crescente influenza della disponibilità di acqua e della siccità sulle emissioni di CO delle piante.2-L'assorbimento di carbonio e la CO dell'atmosfera2-Le concentrazioni non si riflettono.
- Lo studio suggerisce che gli ecosistemi terrestri e le foreste pluviali tropicali potrebbero essere meno resistenti alla siccità di quanto si pensasse.
Le piante assorbono la CO2 per crescere. Essi estraggono questo elemento dall'atmosfera e lo usano per costruire composti organici attraverso la fotosintesi e l'acqua. Negli ultimi sei decenni, gli ecosistemi terrestri hanno assorbito in media circa il 32% dell'assorbimento di CO2-terrestre vengono assorbite. Se e in che misura la vegetazione terrestre possa mantenere la sua funzione di serbatoio di carbonio in un clima che cambia è una questione centrale nella scienza del clima e di grande rilevanza politica.
Il sistema climatico della Terra è caratterizzato da numerose retroazioni. Si tratta di processi innescati dal riscaldamento globale che hanno un effetto retroattivo sul cambiamento climatico causale e lo amplificano o lo mitigano. Queste retroazioni climatiche del carbonio sono difficili da misurare e modellare e rappresentano un fattore di incertezza significativo nelle proiezioni climatiche. "? quindi difficile quantificare esattamente come il serbatoio di carbonio sulla terraferma risponderà a ulteriori cambiamenti climatici indotti dall'uomo", afferma Sonia Seneviratne, professoressa di dinamica del clima terrestre all'ETH di Zurigo.
Finora la ricerca ha ipotizzato che le emissioni di CO2-Il pozzo di carbonio sarebbe chiaramente influenzato solo da un riscaldamento globale da alto a molto alto, da 2 a 4 gradi Celsius. Ora un gruppo di ricercatori guidati da Seneviratne sta trovando le prove che gli ecosistemi terrestri potrebbero essere meno resistenti ai cambiamenti climatici di quanto si pensasse in precedenza.
"Stiamo assistendo a una crescente vulnerabilità del serbatoio di carbonio tropicale alla carenza d'acqua", afferma Laibao Liu, ricercatore post-dottorando nel gruppo di Seneviratne e primo autore dello studio, di cui Chi siamo sta pubblicando la relazione sulla rivista scientifica pagina esternaLa natura rapporto.
Ciclo di feedback tra carbonio e clima
In particolare, i risultati suggeriscono che i periodi di siccità hanno avuto un impatto crescente sul ciclo del carbonio ai tropici negli ultimi 60 anni, in modo tale che la vegetazione emette meno CO2 assorbito durante gli eventi di siccità, un effetto che la maggior parte dei modelli climatici non è in grado di cogliere.
Tuttavia, l'osservazione sembra basarsi su una retroazione nota: In condizioni di caldo-secco, le piante rilasciano CO2-per evitare perdite d'acqua. Aumentano anche la mortalità delle piante e gli incendi, che provocano un aumento della CO2-perde nella biosfera. Se queste condizioni si verificassero più frequentemente, si potrebbe ridurre l'assorbimento delle emissioni di CO2-e aumentano ulteriormente il riscaldamento globale.
Nel 2018, il team di Seneviratne è riuscito a dimostrare su scala globale che gli ecosistemi assorbono meno carbonio durante lo stress da siccità: In anni di siccità, la CO2-La concentrazione di CO nell'atmosfera aumenta in modo significativo. Infatti, il tasso di crescita della concentrazione di CO2 da un anno all'altro, in linea con la disponibilità di acqua a livello terrestre. La sfida più grande è stata quella di scoprire dove si verificano le siccità in tutto il mondo. Ora è possibile determinarli con precisione grazie alle sofisticate osservazioni satellitari dei bacini idrici terrestri.
La siccità è correlata al ciclo del carbonio
In questo studio, i ricercatori volevano sapere se la relazione tra acqua disponibile e CO2-Il tasso di crescita è cambiato nel tempo. "Poiché le fluttuazioni annuali della CO2-Poiché i flussi di carbonio tra la terra e l'atmosfera nei tropici dominano chiaramente il tasso di crescita del carbonio, siamo stati in grado di indagare questa questione globale utilizzando i dati climatici tropicali degli ultimi sessant'anni", spiega Liu.
I ricercatori hanno così potuto dimostrare che il legame tra disponibilità di acqua nelle zone tropicali e emissioni di CO2-Il tasso di cambiamento climatico si è intensificato negli ultimi 30 anni, dal 1989 al 2018, rispetto al periodo precedente, dal 1960 al 1989.
In altre parole, l'acqua tropicale - o più precisamente la sua mancanza - è diventata sempre più un fattore limitante che caratterizza il ciclo del carbonio che oscilla annualmente e le sue retroazioni.
Guardare indietro non è una previsione
Le scoperte hanno dato a Seneviratne motivo di preoccupazione, in quanto evidenziano un processo che potrebbe esacerbare ulteriormente il riscaldamento globale. La ricercatrice vuole ora scoprire cosa ha causato le siccità tropicali più intense e la maggiore sensibilità degli ecosistemi tropicali, e perché i modelli climatici non riescono a cogliere questo fenomeno. Una possibile spiegazione potrebbe essere rappresentata dai cambiamenti nelle caratteristiche spaziali di El Ni?o Southern Oscillation (ENSO), come scrivono i ricercatori nel loro studio. Tuttavia, è ancora troppo presto per avere risposte definitive.
Seneviratne mette anche in guardia dal saltare alle conclusioni. "Il nostro studio ha guardato all'indietro, non in avanti. I risultati non sono previsioni", sottolinea il ricercatore climatico.
Tuttavia, se la siccità dovesse diventare ancora più importante per il ciclo del carbonio, non sarebbe di buon auspicio. "Prevediamo che molte regioni con una vegetazione estesa, soprattutto la regione amazzonica, saranno maggiormente colpite dalla siccità con l'aumento delle temperature", afferma Seneviratne.
Il fatto che i modelli climatici non riflettano la maggiore limitazione idrica potrebbe significare che l'assorbimento di carbonio da parte delle piante e la resistenza alla siccità sono stati finora semplicemente sovrastimati. Questo influenzerebbe la valutazione degli obiettivi e delle misure climatiche: "Dovremmo ricalcolare il bilancio globale del carbonio per le emissioni rimanenti", aggiunge Liu.
Per prima cosa, però, i modelli climatici devono essere messi in grado di tenere adeguatamente conto delle conseguenze della siccità sul ciclo del carbonio. "Solo allora potremo fare previsioni più accurate sul futuro serbatoio di carbonio sulla terraferma", afferma Sonia Seneviratne.
Riferimento alla letteratura
Liu L, Ciais P, Wu M, Padron RS, Friedlingstein P, Schwaab J, Gudmundsson L e Seneviratne SI: Accoppiamento sempre più negativo tra acqua tropicale e tasso di crescita interannuale della CO2. Nature (2023), pubblicato online il 31 maggio: pagina esterna10.1038/s41586-023-06056-x.