Новое новаторское исследование дало захватывающий новый взгляд на поиски определения того, является ли температура или наличие воды наиболее влиятельным фактором, определяющим успех глобальных наземных поглотителей углерода.
Исследование, проведенное международной группой ученых-климатологов, включая профессоров Пьера Фридлингштейна и Стивена Ситча из Эксетерского университета, дало новые сведения о том, как поглотители углерода на суше регулируются как в локальном, так и в глобальном масштабе.
Новаторское исследование показало, что в глобальном масштабе межгодовая изменчивость углеродного баланса на суше - обмена углеродом, происходящего между наземной биосферой и атмосферой, - в наибольшей степени зависит от изменений температуры. Однако на более локальном уровне исследование предполагает, что наличие воды является доминирующим фактором, определяющим, насколько успешно работают поглотители углерода.
Профессор Фридлингштейн, заведующий кафедрой математического моделирования климатических систем в Университете Эксетера, сказал: «Сильная реакция углеродного цикла на суше на изменчивость климата, такую как явления Эль-Ниньо, всегда была на нашем радаре в качестве теста. -кровать для реакции углеродного цикла на будущее изменение климата. Наше исследование подчеркивает важность изменений в доступности почвенной воды для растений как ключевого элемента. Речь идет не только о глобальной температуре."
В настоящее время наземные экосистемы поглощают около четверти всего антропогенного углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу.
Текущие изменения климата характеризуются повышением концентрации углекислого газа в атмосфере (CO2) и связанным с этим потеплением. Однако годовая скорость роста CO2, которая измеряется в атмосфере в течение нескольких десятилетий, сильно меняется от года к году.
Эти вариации возникают в основном из-за колебаний в поглощении углерода наземными экосистемами, вызванных естественной изменчивостью климатической системы, а не из-за океанов или изменений в уровнях антропогенных выбросов углерода.
Дискуссии о том, является ли температура или доступность воды движущей силой этих изменений в поглотителе углерода на суше, вызвали острые споры с этими ежегодными изменениями баланса углерода, которые, по-видимому, связаны с глобальными или тропическими температурами. Тем не менее, другие исследования показывают, что наибольшая изменчивость углеродного баланса наблюдается в обширных регионах с ограниченными водными ресурсами.
В этом последнем исследовании группа исследователей применила эмпирические модели и модели, основанные на процессах, для анализа локальных областей, а также глобальной поверхности и влияния колебаний температуры и наличия воды на углеродный обмен между атмосферой и земная биосфера.
Команда обнаружила, что на местном уровне доступность воды является основной причиной годовой изменчивости как поглощения CO2 растениями в результате фотосинтеза, так и CO. 2 освобождение от дыхания растений и микробов. Однако исследование показало, что в глобальном масштабе изменчивость в основном обусловлена колебаниями температуры.
«То, что на первый взгляд кажется довольно парадоксальным, можно проиллюстрировать, внимательно рассмотрев различные пространственные и временные вариации взаимодействия биосферы и атмосферы», - объясняет доктор Мартин Юнг, ведущий автор публикации в журнале Nature. «Существует два компенсирующих эффекта доступности воды: во-первых, в локальном масштабе временной фотосинтез, управляемый водой, и изменения дыхания компенсируют друг друга».
«Кроме того, в глобальном масштабе аномалии наличия воды также компенсируются в космосе», - добавляет Юнг. «Если в одной части мира очень сухо, в другом регионе часто бывает очень влажно, поэтому глобальные аномалии чистого углеродного обмена, контролируемые водой, перевешивают в космосе».
Помимо проливая свет на ранее противоречивые результаты, результат также указывает на необходимость исследования того, как меняются климатические переменные при сканировании в разных масштабах и в условиях глобального потепления.
«К простой взаимосвязи между температурой и глобальным поглотителем углерода на суше следует относиться с осторожностью и не использовать ее для выводов об экологических процессах и долгосрочных прогнозах», - добавляет д-р Райхштейн, глава отдела. Ученые ожидают, что в условиях постоянного глобального потепления изменение водного цикла станет решающим фактором изменчивости глобального поглотителя углерода на суше.
«Компенсационные воздействия воды связывают ежегодные глобальные изменения CO2 стока с температурой» опубликованы в журнале Nature.