Menej mrakov vďaka väčšiemu množstvu oxidu uhličitého Max-Planck-Gesellschaft
Doteraz neznámy mechanizmus spätnej väzby medzi vegetáciou a tvorbou mrakov by mohol zhoršiť zmenu podnebia
Čím je vzduch teplejší, tým viac vody sa môže odpariť: jednoduché spojenie, ktoré poznáme z nášho každodenného života. Nie vždy to však tak je, ako teraz zistili vedci z Nemecka a Holandska: Zvýšenie CO2 v skleníkových plynoch vytvára teplejšie podnebie, ale umožňuje odparovanie menej vody. Tento zjavný rozpor spôsobujú rastliny, ktoré so svojimi miliardami drobných pórov v listoch ovplyvňujú obsah plynu a vlhkosti v okolitom vzduchu. To zase spustí kaskádu následných procesov, takže globálna klíma sa nakoniec aj naďalej otepľuje, ako to vedci zistili na základe nových výpočtov pomocou modelu atmosféry.
V budúcnosti môže na tráve vyrastať menej mrakov: Zvýšenie koncentrácie oxidu uhličitého v atmosfére spôsobí zníženie odparovania z rastlín, takže sa vytvorí menej kumulovaných mrakov. Týmto spôsobom sa na zem dostane viac slnečného žiarenia - klimatické zmeny sa zosilňujú.
„Chceli sme vedieť, ako predvídateľné zvýšenie CO2 ovplyvňuje tvorbu oblakov v miernom podnebí a akú úlohu v tomto zohráva vegetácia,“ uviedol Jordi Vilà-Guerau de Arellano z Wageningen University v Holandsku. Spolu s kolegami z Max Planck Institute for Chemistry and Meteorology použil geofyzik po prvýkrát počítačový model, ktorý zohľadňuje pôdu, vodný cyklus, atmosféru a procesy rastu rastlín. Výsledky modelu podčiarkujú, že miestne a denné premenné procesy môžu ovplyvňovať atmosféru prostredníctvom turbulencie vo veľkom meradle.
Pre svoju analýzu vedci simulovali tri scenáre: zdvojnásobenie obsahu CO2 v atmosfére z dnešných 0,038 percenta na 0,075 percenta, zvýšenie globálnej priemernej teploty o dva stupne Celzia a ich kombináciu. Všetky tri scenáre vychádzajú z prognóz Medzivládneho panelu pre zmenu podnebia (IPCC) a boli stanovené pre podmienky, ktoré možno očakávať v roku 2100, a porovnajú sa s hodnotami z roku 2003.
Výskumná skupina zistila, že niektoré procesy výmeny medzi vegetáciou, pôdou a atmosférou interagujú silnejšie s nárastom CO2 a zmenou podnebia, ako sa očakávalo. Zdvojnásobenie atmosférického obsahu CO2 naštartuje kaskádu procesov, na začiatku ktorých dochádza k reakcii metabolizmu rastlín na vyššiu koncentráciu CO2. Príčinou reťazovej reakcie je, že rastliny regulujú množstvo vodnej pary a oxidu uhličitého, ktoré si vymieňajú s atmosférou, otváraním a zatváraním priedušiek.
Rastliny pri väčšom prísune CO2 zatvoria póry skôr
Kaskáda začína neškodne: v scenári zdvojnásobeného obsahu CO2 sa drobné póry, ktoré sa nachádzajú miliardykrát na spodnej strane rastliny, zavrú skôr, pretože rastliny rýchlejšie absorbovali dostatok oxidu uhličitého na fotosyntézu. To však má za následok, že rastliny tiež uvoľňujú menej vlhkosti smerom von a celkovo sa do atmosféry dostáva menej vodnej pary.
To zase vytvára menej kupovitých oblakov, takže zemský povrch sa viac zahrieva, pretože viac slnečného žiarenia dopadá na povrch priamo a nie je rozptýlené mrakmi. Teplejší vzduch teraz vytvára v atmosfére blízko zeme viac turbulencií, čo znamená, že sa prenáša viac tepla, ale menej vlhkosti. Zem a atmosféra sa dodatočne zahrievajú v dôsledku reakcie rastlín na zvýšený obsah CO2.
Vedci pri tom identifikovali ďalšiu spätnú väzbu v klimatickom systéme, samoposilňovací proces. V druhom scenári, pri ktorom sa atmosféra zahreje o dva stupne Celzia bez zvýšenia koncentrácie CO2, táto spätná väzba nenastane.
Odparovanie sa zníži o 15 percent
Ďalej vedci simulovali tretí scenár, v ktorom zvýšili hladinu CO2 aj teplotu. „Účinky, ktoré majú pozitívny vplyv na tvorbu oblakov, ako napríklad schopnosť teplejšej atmosféry absorbovať viac vody alebo nárast biomasy, môžu iba čiastočne kompenzovať pokles tvorby oblakov,“ uviedol Jordi Vilà-Guerau de Arellano. „Odparovanie sa zníži o 15 percent. Atmosférická medzná vrstva vysychá, čo znamená, že sa môže vytvárať menej mrakov, “dodáva Jos Lelieveld, riaditeľ Chemického ústavu Maxa Plancka v Mohuči.
Štúdia ukazuje, že znížené odparovanie z rastlín má priamy vplyv na procesy turbulentnej výmeny medzi atmosférickou hraničnou vrstvou blízko zeme a vyššie položenou vrstvou voľnej atmosféry, a tým mení tvorbu oblakov.
Chiel van Heerwaarden z Meteorologického inštitútu Maxa Plancka hovorí: „Výpočty ukazujú, že vegetácia je spojená s fyzikálnymi klimatickými procesmi.“ V budúcnosti chcú vedci rozšíriť svoju analýzu na oblasť Amazonky, aby zistili, ako stúpa hladina CO2 v tropických oblastiach. Ovplyvnené regióny.