Засуха увеличивает концентрацию CO2 в воздухе

Наземные экосистемы поглощают в среднем 30% антропогенных выбросов CO₂, тем самым сдерживая увеличение концентрации CO₂ в атмосфере. Но растениям для роста нужна вода. Когда возникает засуха и высыхают почвы, растения уменьшают фотосинтез и меньше дышат, чтобы экономить воду и сохранять свои ткани. Как следствие, они больше не могут улавливать углекислый газ из окружающего воздуха, и в воздухе остается больше CO_{2. Хотя этот эффект можно легко наблюдать в лаборатории, измерить его влияние на всю планету оказалось довольно сложно. Одна из самых больших проблем заключалась в том, чтобы измерить, где и как часто происходят засухи в мире. В новом исследовании Винсент Хамфри, исследователь климата в лаборатории Сони Сеневиратне, профессора динамики климата и суши в Швейцарской высшей технической школе Цюриха, использовал инновационные спутниковые технологии для измерения глобальной чувствительности экосистем к нехватке воды. Исследование проводилось в сотрудничестве с Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (Франция) и Эксетерским университетом (Великобритания).}

Использование спутников для измерения засухи

Растения обычно имеют доступ к воде глубоко в почве через свои корни. Однако обычные спутники видят только то, что происходит на поверхности, и не могут измерить, сколько воды доступно под землей. В последние несколько лет для измерения чрезвычайно малых изменений в гравитационном поле Земли использовался новый тип спутниковой миссии. Было обнаружено, что некоторые небольшие возмущения гравитационного поля вызваны изменениями запасов воды. Когда в данном регионе наблюдается сильная засуха, масса воды меньше, и, следовательно, гравитация в этом регионе немного слабее. Такие вариации настолько малы, что незаметны для человека. Но измеряя их с помощью спутников, ученые могут оценить крупномасштабные изменения в запасах воды с точностью около четырех сантиметров повсюду на планете.

Более быстрый рост в засушливые годы

Используя эти новые спутниковые наблюдения за запасами воды, Винсент Хамфри и его коллеги смогли измерить общее влияние засухи на фотосинтез и дыхание экосистемы. Они сравнили ежегодные изменения общей массы воды на всех континентах с глобальными измерениями увеличения CO₂ в атмосфере. Они обнаружили, что в самые засушливые годы, такие как 2015, естественные экосистемы удаляли из атмосферы примерно на 30% меньше углерода, чем в обычный год. В результате концентрация CO₂ в атмосфере в 2015 г. увеличивалась быстрее, чем в обычные годы. На другом конце шкалы, в самый влажный 2011 год за всю историю наблюдений, концентрации CO₂ увеличивались гораздо медленнее из-за здоровой растительности. Эти результаты помогают нам понять, почему рост CO₂ в атмосфере может сильно варьироваться от года к году, даже несмотря на то, что выбросы CO_{2 в результате деятельности человека сравнительно стабильно.}

Важно для мониторинга выбросов

В течение последнего столетия концентрация CO₂ в атмосфере неуклонно росла из-за деятельности человека. «Теперь, когда большинство стран мира согласились, что они должны ограничить выбросы CO₂, перед нами стоит задача мониторинга выбросов CO₂ от человека до уровень точности выше, чем когда-либо прежде», - говорит Винсент Хамфри. Чтобы точно оценить влияние климатической политики, исследователи должны сначала разработать модели растительности, которые могут количественно определять и прогнозировать возмущения, ежегодно вносимые естественными экосистемами. «Благодаря нашим новым результатам мы теперь можем доказать, что последствия засух сильнее, чем до сих пор оценивалось с помощью моделей растительности», - подчеркивает Соня Сеневиратне. В конечном итоге эти наблюдения будут включены в модели следующего поколения. Они должны улучшить способность отслеживать выбросы CO_{2 и проверять, соответствуют ли они целям, установленным в международных климатических соглашениях.}