Леса поглощают CO2 из атмосферы. В то же время леса способствуют турбулентному перемешиванию воздуха у поверхности и транспирации большого количества влаги в атмосферу. Новое исследование раскрывает важность этих процессов в поддержании температуры большей части поверхности планеты.
В дополнение к своей роли в глобальном углеродном цикле и, следовательно, в глобальном регулировании климата, леса играют роль в локальном регулировании климата, оказывая важное влияние на обмен водой и энергией между поверхностью и атмосферой.
Хотя такие физические механизмы давно изучены с научной точки зрения, остается незрелым понимание их важности для планеты в целом по сравнению с другими известными типами экосистем, такими как пастбища или пахотные земли. Один из способов измерить роль растительности в местных температурах поверхности - это измерить ее напрямую и сравнить с другими типами близлежащей растительности или земного покрова. Ученые обычно делают это либо с помощью спутниковых наблюдений, либо непосредственно с помощью измерений на месте. Однако оба метода имеют свои недостатки и ограничения. В большинстве мест Земли спутники совершают лишь несколько пролетов в любой день и не могут «видеть» поверхность в пасмурные дни. В результате спутниковая запись ограничена по времени и смещена в сторону условий "ясного неба", которые во многих незасушливых регионах составляют меньшинство. Наблюдения, основанные на измерениях, проведенных на месте, обходят эти временные ограничения, но они могут быть сделаны только для нескольких ограниченных регионов Земли.
В недавней статье, опубликованной в журнале Nature Climate Change, международная группа исследователей применила новый подход, который объединил наблюдения Земли со спутников и записей на месте, чтобы преодолеть свои индивидуальные недостатки и использовать свои сильные стороны. Сначала они построили модель важных процессов обмена энергией между поверхностью и атмосферой, используя глобальную сеть наблюдений на месте за тремя различными типами леса и тремя типами нелесной растительности, обычно связанными с сельским хозяйством и выпасом скота. Затем они запустили модели по всему миру с местной информацией об окружающей среде, полученной от различных спутников и других систем наблюдения за Землей. Это позволило им оценить реакцию температуры поверхности при переключении с одного типа растительности на другой в действительно средних - или «всего неба» - местных условиях окружающей среды.
Авторы обнаружили, как и ожидалось, что леса часто способствуют ежегодному охлаждению поверхности в умеренных и тропических регионах и ежегодному потеплению в северных регионах высоких широт. Однако чего они не ожидали обнаружить, так это того, что годовое похолодание, обнаруженное в средних и низких широтах, было почти таким же сильным, как предыдущие оценки, основанные только на измерениях «ясного неба», в то время как потепление в северных широтах было намного слабее.
«Это означает, что леса играют более важную роль в локальном охлаждении поверхности почти во всех регионах Земли, чем это считалось ранее», - отмечает Кайгуан Чжао, доцент Школы окружающей среды и природных ресурсов ОГУ и соавтор. - автор исследования. «Это действительно подтверждает ценность политики сохранения и защиты лесов в борьбе с изменением климата», - добавляет он.
Другой важный вывод исследования заключается в том, что механизмы, ответственные за преобразование и рассеяние энергии на поверхности, такие как эвапотранспирация, например, часто оказывались более важными, чем механизм, ответственный за контроль количества солнечной энергии. поглощается или отражается (т.е., альбедо) на поверхности. «Леса часто поглощают больше солнечной радиации, чем пастбища или пахотные земли», - отмечает Райан Брайт, профессор-исследователь Норвежского института биоэкономических исследований в Норвегии и ведущий автор исследования. «Тем не менее, они также испаряют больше влаги и способствуют более сильному турбулентному перемешиванию воздуха по сравнению с низкорослыми типами растительности с короткими корнями, такими как пахотные земли и луга. Мы обнаружили, что эти последние механизмы часто более важны, даже в некоторых из более высоких широты, где альбедо поверхности традиционно имеет больший вес."
Результаты исследования имеют несколько важных практических применений, например, для определения регионов, в которых следует продвигать или усиливать политику защиты, лесовосстановления или облесения. «Леса делают для нас больше, чем просто изолируют наши выбросы CO2», - говорит Брайт. «И в мире, сталкивающемся с растущей конкуренцией за земельные ресурсы для производства продуктов питания и животноводства, разумная политика защиты лесов будет иметь особенно важное значение в наших усилиях по смягчению последствий изменения климата, особенно локального потепления.
Результаты исследования также предоставляют простой способ прямой оценки прогнозов климатических моделей. «Модели климата значительно различаются в своих предсказаниях потоков поверхностной энергии», - отмечает Кайгуан. «Наши результаты могут помочь выявить те, которые нуждаются в улучшении».
В журнале Nature Climate Change. была опубликована статья под названием «Реакция локальной температуры поверхности на земной покров и изменения в управлении, вызванные безызлучательными процессами».