По-малко облаци чрез повече въглероден диоксид Max-Planck-Gesellschaft
По-рано неизвестен механизъм за обратна връзка между растителността и образуването на облаци може да влоши изменението на климата
Колкото по-топъл е въздухът, толкова повече вода може да се изпари: проста връзка, която познаваме от ежедневието. Това обаче не винаги е така, както изследователите от Германия и Холандия вече установиха: Увеличаването на парниковите газове CO2 създава по-топъл климат, но позволява по-малко вода да се изпарява. Това очевидно противоречие е причинено от растения, които със своите милиарди малки листни пори влияят върху съдържанието на газ и влага в околния въздух. Това от своя страна предизвиква каскада от последващи процеси, така че глобалният климат в крайна сметка ще продължи да се затопля, както установиха изследователите въз основа на нови изчисления с помощта на атмосферен модел.
По-малко облаци могат да растат над тревата в бъдеще: Увеличаването на концентрацията на въглероден диоксид в атмосферата води до намаляване на изпаренията от растенията, така че се образуват по-малко купести облаци. По този начин повече слънчева светлина достига до земята - изменението на климата се засилва.
„Искахме да знаем как предвидимото увеличение на CO2 влияе върху образуването на облаци в умерения климат и каква роля играе растителността в това,“ каза Жорди Вила-Герау де Арелано от Университета Вагенинген в Холандия. Заедно със своите колеги от Института по химия и метеорология на Макс Планк, геофизикът за първи път използва компютърен модел, който отчита почвата, водния цикъл, атмосферата и процесите на растеж на растенията. Резултатите от модела подчертават, че местните и ежедневно променливи процеси могат да повлияят на атмосферата чрез турбуленция в голям мащаб.
За своя анализ учените симулираха три сценария: удвояване на атмосферното съдържание на CO2 от 0,038 процента днес на 0,075 процента, повишаване на средната глобална температура с два градуса по Целзий и комбинация от двете. И трите сценария се основават на прогнозите на Междуправителствената група за изменение на климата (IPCC) и са определени за условия, както може да се очаква през 2100 г. и сравнени със стойностите от 2003 г.
Изследователската група установи, че някои процеси на обмен между растителност, почва и атмосфера взаимодействат по-силно с увеличаването на CO2 и изменението на климата от очакваното. Удвояването на атмосферното съдържание на CO2 започва каскада от процеси, в началото на които има реакция на метаболизма на растенията към по-високата концентрация на CO2. Причината за верижната реакция е, че растенията регулират колко водни пари и въглероден диоксид обменят с атмосферата, като отварят и затварят устиците.
Растенията затварят порите си по-рано, когато има по-голямо количество CO2
Каскадата започва безвредно: В сценария на удвоено съдържание на CO2 малките пори, разположени милиарди пъти от долната страна на растението, се затварят по-рано, тъй като растенията са усвоили достатъчно въглероден диоксид за по-бързо фотосинтеза. Това обаче води до това, че растенията също отделят по-малко влага навън и като цяло по-малко водни пари попадат в атмосферата.
Това от своя страна създава по-малко купести облаци, така че земната повърхност се затопля повече, защото повече слънчева светлина попада директно върху повърхността и не се разпръсква от облаци. По-топлият въздух сега създава повече турбуленции в атмосферата близо до земята, което означава, че се пренася повече топлина, но по-малко влага. Земята и атмосферата се нагряват допълнително поради реакцията на растенията към повишеното съдържание на CO2.
По този начин изследователите са идентифицирали друга обратна връзка в климатичната система, процес на самоукрепване. При втория сценарий, при който атмосферата се затопля с два градуса по Целзий, без да се увеличава концентрацията на CO2, тази обратна връзка не възниква.
Изпарението ще намалее с 15 процента
След това изследователите симулираха трети сценарий, при който повишиха нивата на CO2 и температурата. „Ефектите, които имат положителен ефект върху образуването на облаци, като способността на по-топлата атмосфера да абсорбира повече вода или увеличаването на биомасата, могат само частично да компенсират намаляването на образуването на облаци“, каза Жорди Вила-Герау де Арелано. „Изпарението ще намалее с 15 процента. Атмосферният граничен слой изсъхва, което означава, че могат да се образуват по-малко облаци “, добавя Жос Лелиелд, директор в Института по химия на Макс Планк в Майнц.
Проучването показва, че намаленото изпаряване от растенията има пряк ефект върху турбулентните обменни процеси между атмосферния граничен слой близо до земята и по-високо разположения слой на свободната атмосфера и по този начин променя образуването на облаци.
Chiel van Heerwaarden от Института по метеорология на Max Planck казва: "Изчисленията показват, че растителността е свързана с физически климатични процеси." Засягат региони.