At forestille sig en fremtid, hvor alle træerne i Europa forsvinder

Vegetation spiller en vigtig rolle i udformningen af ​​det lokale klima - tænk bare på den kølige skygge fra en skov eller den slibende varme i den åbne ørken.

Men hvad sker der, når omfattende ændringer, forårsaget af eller som reaktion på global opvarmning, foregå på tværs af større områder? Globale klimamodeller gør det muligt for forskere at udføre denne slags tankeeksperimenter. Svarene deraf kan tjene som en advarsel eller en vejledning til at hjælpe politikere med at træffe fremtidige beslutninger om arealanvendelse.

Med dette som baggrund, besluttede et team af forskere fra det norske universitet for videnskab og teknologi og Justus-Liebig University Giessen i Tyskland at bruge en regional klimamodel til at se, hvad der ville ske, hvis arealanvendelsen i Europa ændrede sig radikalt. De så på, hvad der ville ske med lufttemperatur, nedbør, og ekstreme temperaturer, hvis Europa var fuldstændig skovrydning til enten barmark eller bare jordvegetation. De overvejede også, hvad der kunne ske, hvis Europas dyrkede marker blev omdannet til enten stedsegrønne eller løvskove.

Forskerne vidste, at virkningerne af klimaændringer har en tendens til at blive undervurderet på regionalt plan, "fordi de forventede globale gennemsnitlige temperaturændringer dæmpes ved gennemsnit over havene, og er meget mindre end de forventede regionale effekter over de fleste landområder, "skrev teamet i deres papir, for nylig udgivet i Miljøforskningsbreve . "Dette gælder både gennemsnitlige og ekstreme effekter, da ændringer i regionale ekstremer kan være større end dem i global middeltemperatur op til en faktor tre. "

"Vi ønskede at foretage en kvantitativ analyse af, hvor meget ændringer i jorddækket kan påvirke det lokale klima. Vigtige overgange i forvaltningssektoren for arealanvendelser forestilles i nær fremtid, og vi følte det vigtigt at benchmarke temperaturresponsen på ekstreme ændringer i landdækket, "sagde Francesco Cherubini, professor i NTNU's Industrial Ecology Program, og første forfatter til undersøgelsen. "Beslutninger vedrørende arealanvendelser træffes ofte på subnationalt niveau af regionale myndigheder, og regionale fremskrivninger af temperatur- og nedbørseffekter af ændringer i jorddækning kan bidrage til at maksimere mulige synergier af politikker til begrænsning af klima og tilpasning, fra lokal til global skala. "

Fremtidige ændringer i ekstrem arealanvendelse er ikke så usandsynlige, som du måske tror. Når den globale befolkning fortsætter med at vokse, mere jord vil komme under pres for at producere mad.

Alternativt kan efterspørgsel efter afgrøder til biobrændstoffer kan også drive, hvilken slags vegetation der dyrkes og hvor.

En fremtidsvision om, hvordan verden kan se ud, kaldet Shared Socio-Economic Pathways, anslår, at globale skovområder kan ændre sig fra cirka - 500 millioner hektar op til + 1000 millioner hektar i 2100, med mellem 200 og 1500 millioner hektar jord nødvendig for at dyrke bioenergiafgrøder. Faktisk, den højere ende af dette område kunne realiseres under de mest ambitiøse klimaændringsmål.

Ændringer i arealanvendelse kan have en kompliceret effekt på lokale og regionale temperaturer. Når bunddækslet ændres, det ændrer, hvor meget vand der tilbageholdes af jorden eller går tabt ved fordampning. Det kan også påvirke, hvor meget sollys jorden reflekterer, som forskere kalder albedo.

Forskerne vidste, at andre undersøgelser havde vist modstridende virkninger, især fra skovrydning. Nogle viste, at skovrydning reducerede lufttemperaturer nær jordoverfladen, og øgede daglige temperaturekstremer og antal varme dage om sommeren. Andre undersøgelser fandt stigninger i forekomsten af ​​varme tørre somre.

Men da forskerne kørte deres model for at se, hvad der ville ske, hvis jord blev skovrydt, de fandt en let årlig afkøling over regionen generelt, men store forskelle lokalt.

Deres model viste, at når skovene blev erstattet af barmark, temperaturerne afkølet med bare -0,06? regionalt. Afkølingen var lidt større (-0,13? Regionalt), hvis forskerne antog, at skove blev erstattet af urteagtig vegetation. Nogle steder, køling kan overstige gennemsnitsværdierne på -1 C.

På egen hånd, disse regionale ændringer virker måske ikke så meget. Men da forskerne kiggede nærmere på, hvordan disse ændringer blev fordelt på tværs af regionen, de fandt ud af, at der var en afkøling i den nordlige og østlige del af regionen, og en opvarmningseffekt i Vest- og Centraleuropa. De fandt også, at skovrydning førte til øgede ekstreme sommertemperaturer.

"Regional afkøling fra skovrydning kan se kontraintuitiv ud, men det er resultatet af samspillet mellem mange forskellige fysiske processer. For eksempel, træer har en tendens til at maskere landoverfladen og øge mængden af ​​solenergi, der ikke reflekteres tilbage til rummet, men det opbevares i biosfære for at varme klimaet, "sagde Bo Huang, en postdoc i Industrial Ecology Program, der var en af ​​papirets medforfattere. "Dette gælder især områder, der er ramt af sæsonbestemt snedække, fordi åbne landområder, der er dækket af sne, er meget mere reflekterende end snedækkede skovområder. "

Forskerne fandt en årlig gennemsnitlig afkøling i hele Europa, men med en tydelig breddegradstrend og sæsonvariation. På trods af de gennemsnitlige køleeffekter, de fandt ud af, at skovrydning har en tendens til at øge lokale temperaturer om sommeren, og øge hyppigheden af ​​ekstreme varme begivenheder.

Da forskerne kørte deres model for at se, hvad der ville ske, hvis dyrkede marker blev erstattet af enten stedsegrønne eller løvskove, de fandt en generel opvarmning i store områder i Europa, med en gennemsnitlig regional opvarmning på 0,15? da overgangen var til stedsegrønne skove og 0,13? hvis overgangen var til løvskove.

Ligesom i skovrydningstænkeeksperimentet, forskerne fandt ud af, at ændringerne var stærkere i lokal skala, op til 0,9 ° C nogle steder. Og opvarmningens størrelse og betydning steg gradvist på høje breddegrader og i den østlige del af regionen. Områder i Vesteuropa viste faktisk en svag afkøling.

Cherubini siger, at det er vigtigt at forstå, hvordan regionale vegetationsændringer udspiller sig på flere lokale niveauer, da beslutningstagere anser landforvaltningspolitikker for at afbøde eller tilpasse sig klimaændringer.

"Det er vigtigt at øge vores viden om interaktioner mellem land og klima, fordi mange af vores chancer for at nå lavtemperaturstabiliseringsmål er stærkt afhængige af, hvordan vi forvalter vores jordressourcer, "Cherubini sagde." Vi har brug for mere forskning for yderligere at validere og forbedre løsningen af ​​regionale fremskrivninger af klimaændringer, da de er med til at designe og implementere de bedste jordforvaltningsstrategier i lyset af afbødning eller tilpasning af klimaændringer. "