prediciendo cómo aumenta el CO atmosférico 2 afectará el ciclo hidrológico, desde pronósticos climáticos extremos hasta proyecciones a largo plazo sobre la agricultura y los recursos hídricos, es fundamental tanto para la vida diaria como para el futuro del planeta. Se cree comúnmente que el cambio hidrológico es impulsado por la precipitación y la radiacióncambios causados por el cambio climático, y que a medida que la superficie terrestre se ajusta, el aumento de las temperaturas y la disminución de las precipitaciones harán que el planeta esté más seco.
Los investigadores de Columbia Engineering han descubierto que, por el contrario, la vegetación juega un papel dominante en el ciclo del agua de la Tierra y que las plantas regularán y dominarán el creciente estrés que se aplicará a los recursos hídricos continentales en el futuro. El estudio, dirigido por Pierre Gentine, asociadoprofesor de ingeniería ambiental y de la tierra en Columbia Engineering y en el Earth Institute, se publica hoy en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
"Nuestro hallazgo de que la vegetación juega un papel clave en el futuro en la respuesta hidrológica terrestre y el estrés hídrico es de suma importancia para predecir adecuadamente la futura sequedad y los recursos hídricos", dice Gentine, cuya investigación se centra en la relación entre la hidrología y la ciencia atmosférica, tierra /interacción de la atmósfera y su impacto en el cambio climático. "Esto podría ser un verdadero cambio de juego para comprender los cambios en el estrés hídrico continental en el futuro".
El equipo de Gentine es el primero en aislar la respuesta de la vegetación de la respuesta compleja total del calentamiento global, que incluye variables para el ciclo del agua como la evapotranspiración el agua evaporada de la superficie, tanto de las plantas como del suelo desnudo de la humedad del suelo, yescorrentía. Al desenredar la respuesta de la vegetación al aumento global de CO 2 a partir de la respuesta atmosférica gases de efecto invernadero, pudieron cuantificarlo y descubrieron que la vegetación es en realidad el factor dominante que explica el estrés hídrico futuro.
"Las plantas son realmente el termostato del mundo", dice Léo Lemordant, estudiante de doctorado de Gentine y autor principal del artículo. "Están en el centro de los ciclos de agua, energía y carbono. A medida que absorben carbono depara que la atmósfera prospere, liberan el agua que toman de los suelos. Al hacerlo, también se enfrían en la superficie, controlando la temperatura que todos sentimos. Ahora sabemos que principalmente las plantas, no simplemente la precipitación o la temperatura, nos dirán siviviremos un mundo más seco o más húmedo "
Para el estudio, Gentine y Lemordant tomaron modelos del sistema de la Tierra con superficie desacoplada fisiología de la vegetación y CO atmosférico radiativo 2 respuestas y utilizaron un análisis estadístico multimodelo de CMIP5, el conjunto más reciente de experimentos coordinados de modelos climáticos establecidos como un proyecto de cooperación internacional para el Panel Internacional sobre Cambio Climático. Usaron tres corridas: una corrida de control con CO 2 a nivel de la hoja y en la atmósfera, una carrera donde solo la vegetación responde a un aumento de CO 2 , y una carrera donde solo la atmósfera responde al CO 2 aumento
Sus resultados mostraron que los cambios en las variables clave de estrés hídrico están fuertemente modificados por los efectos fisiológicos de la vegetación en respuesta al aumento de CO 2 a nivel de la hoja, ilustrando cuán profundamente los efectos fisiológicos debido al aumento de CO atmosférico 2 impacta el ciclo del agua. El CO 2 la respuesta fisiológica tiene un papel dominante en la evapotranspiración y tiene un efecto importante sobre la escorrentía a largo plazo y la humedad del suelo en comparación con los cambios radiactivos o de precipitación debido al aumento del CO atmosférico 2 .
Este estudio destaca el papel clave de la vegetación en el control de la respuesta hidrológica terrestre futura y enfatiza que los ciclos continentales de carbono y agua están íntimamente acoplados sobre la tierra y deben estudiarse como un sistema interconectado. También enfatiza que los hidrólogos deben colaborar con los ecólogos y el climacientíficos para predecir mejor los recursos hídricos futuros.
"Los efectos fisiológicos de la biosfera y las interacciones relacionadas de la biosfera-atmósfera son clave para predecir el estrés hídrico continental futuro representado por la evapotranspiración, la escorrentía a largo plazo, la humedad del suelo o el índice de área foliar", dice Gentine. "A su vez, el estrés hídrico de la vegetaciónregula en gran medida la absorción de carbono en la tierra, enfatizando aún más cuán estrechamente están acoplados los futuros ciclos de carbono y agua para que no puedan evaluarse de forma aislada ".
Gentine y Lemordant planean desenredar aún más los diversos efectos fisiológicos. "La respuesta de la vegetación es realmente compleja", dice Gentine, "y queremos descomponer el impacto del crecimiento de la biomasa frente a la respuesta estomática. También hay implicaciones para la ola de calor extrema".eventos en los que estamos trabajando actualmente "
"Este trabajo resalta una necesidad importante de seguir estudiando cómo responderán las plantas al aumento del dióxido de carbono atmosférico", dice James Randerson, profesor de ciencias del sistema terrestre, Universidad de California, Irvine, que no participó en el estudio. "Las plantas puedentener un gran efecto en el clima de la tierra, y necesitamos comprender mejor las formas en que responderán al dióxido de carbono, el calentamiento y otras formas de cambio global ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Columbia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :