Один из основных источников неопределенности в отношении будущего климата заключается в том, будут ли экосистемы продолжать поглощать углекислый газ или выбрасывать его в атмосферу. Исследователи и соавторы из Университета Монтаны столкнулись с этой проблемой, используя атмосферные измерения и спутниковые наблюдения для проверки моделирования модели в недавнем исследовании, опубликованном 5 сентября в Nature Communications..
В. А. Научный сотрудник Колледжа лесного хозяйства и охраны окружающей среды им. Франке Чжихуа Лю и его коллеги сравнили атмосферные измерения и спутниковые наблюдения с моделированием изменения климата, чтобы помочь лучше предсказать динамику наземного углерода на территории Соединенных Штатов.
Экосистемы либо поглощают углерод посредством фотосинтеза - отрицательная обратная связь, которая может уменьшить будущее потепление, - либо высвобождают его через дыхание - положительная обратная связь, которая может усилить будущее потепление. Понимание того, как изменение климата может повлиять на фотосинтез и дыхание экосистемы, имеет решающее значение для прогнозирования будущей динамики углерода.
Команда Лю обнаружила, что то, поглощают ли экосистемы США углерод или выделяют его, зависит от наличия воды. Первичный контроль переключается с производства на дыхание при годовом пороге осадков от 30 до 35 дюймов в прилегающих Соединенных Штатах. Углеродный баланс экосистем засушливого Запада очень чувствителен к фотосинтезу. Напротив, углеродный баланс более мезических экосистем востока США более чувствителен к потерям углерода в результате дыхания.
Однако климатические модели не отражают этот порог осадков. Лю и его соавторы определили, что эти модели слишком чувствительны к фотосинтезу и недостаточно чувствительны к дыханию, предполагая, что экосистемы Земли могут терять больше углерода в атмосферу в будущем, поскольку температура поверхности продолжает повышаться.
«В разных регионах на межгодовые колебания чистого поглощения углерода в первую очередь влияют различные процессы - дыхание или фотосинтез», - сказал Лю. «Для меня наиболее важной частью этого исследования является то, что модели нуждаются в улучшении дыхания».
Соавтор и доцент биоклиматологии UM Эшли Баллантайн добавляет: «Это исследование показывает, что мы знаем больше о петле отрицательной обратной связи и меньше о положительной».