Plantefysiologi vil være væsentligt bidragyder til fremtidige flodoversvømmelser, undersøgelse finder

han næste gang en flod løber over sine bredder, bebrejde ikke kun regnskyerne. Jordsystemforskere fra University of California, Irvine har identificeret en anden synder:bladplanter.

I en undersøgelse offentliggjort i dag i Natur klimaændringer , UCI-forskerne beskriver økofysiologiens nye rolle i flodoversvømmelser. Som en tilpasning til en overflod af kuldioxid i atmosfæren, træer, planter og græs trækker deres stomatale porer sammen for at regulere mængden af ​​den gas, de forbruger, en mekanisme, der begrænser frigivelsen af ​​vand fra blade gennem fordampning.

"Planter bliver mere vandeffektive og lækker mindre underjordisk jordfugt ud gennem deres porer i en kulstofrig atmosfære, " sagde undersøgelsens medforfatter Mike Pritchard, UCI assisterende professor i jordsystemvidenskab. "Læg dette sammen over milliarder af blade i meget solbeskinnet, grønne steder, især troperne, og det betyder, at der er en masse mere jordfugt lagret under jorden, så meget, at klimamodeller forudsiger, at nedbørshændelser vil mætte jorden, og mere regn vil løbe ud i floder."

Pritchard sagde, at denne såkaldte skoveffekt dominerer atmosfæriske reaktioner på CO ₂ på de fleste landmasser op til 30 grader nord og syd for ækvator, hvor de fleste bor. Og han bemærkede, at dette plantebaserede fænomen kunne have stor indflydelse på oversvømmelser i Mississippi-flodens bassin.

"Jeg var virkelig interesseret i Mississippi, fordi det er i vores egen nationale baghave, " sagde Pritchard. "Det er en stor, komplekst bassin fodret af flere kilder, men det så ud til, at forårsregnen på østkysten og Appalacherne løb mere effektivt væk på grund af disse virkninger af plantefysiologi, fører til en tidligere topstrøm ud af Mississippi end normalt, hvilket faktisk giver mening. Forårsregnen kan nemmere løbe af."

Han sagde, at de to virkninger af plantefysiologi i det sydøstlige USA og nedbørsanomalier forårsaget af atmosfærisk opvarmning længere mod nord i Mississippi-bassinet "begge virkelig konspirerer for at øge de fremtidige oversvømmelsesstatistikker i lige store forhold."

Hovedforfatter Megan Fowler, en tidligere UCI kandidatstuderende i jordsystemvidenskab, sagde, at "til denne undersøgelse, vi så på, hvordan klimaændringer vil påvirke fremtidige flodstrømme på verdensplan og fandt ud af, at i stedet for de sædvanlige mistænkte i vandkredsløbet - ændre regional nedbør fra global opvarmning eller andre påvirkninger af mere CO2 ₂ i atmosfæren - det er faktisk, hvordan vegetationsfysiologi på lav breddegrad reagerer på øget kulstof i luften, der spiller en overordnet rolle i floddynamikken." Siden han fik en Ph.D. ved UCI tidligere i år, Fowler er blevet postdoc ved Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences i Boulder, Colorado.

Holdet brugte bredt tilgængelige værktøjer til at drage deres konklusioner:en hydrodynamisk model til at levere granulære flodstrømningsdata og verdens mest populære jordsystemmodel, udviklet af forskere ved U.S. National Center for Atmospheric Research og US Department of Energy.

"Ingen af ​​disse er usædvanlige værktøjer, " sagde Pritchard. "De er tilfældigvis ikke blevet forbundet på denne måde før."

En usædvanlig tilgang til undersøgelsen var isoleringen af ​​plantefysiologiske virkninger fra temperatur. Forskerne kørte eksperimenter, hvor de øgede CO ₂ på bladene og ledte andre, hvor de tilføjede gassen til atmosfæren for at få opvarmningen til at ske. Derefter gjorde de begge dele i tandem for at prøve at bestemme faktorernes relative bidrag til resultaterne.

"Dette er "hand-of-gud"-eksperimenter, der er hele pointen med at have klimamodeller, " sagde Pritchard. "I naturen, der er ingen måde at adskille virkningerne af temperatur og bladfysiologi med forhøjet CO ₂ i atmosfæren, men vi kan gøre det ganske vellykket med vores modeller."

Velkendt i klimaforskningsmiljøet for sit arbejde med skyernes fysik, turbulens og nedbør, han bemærkede:"Men nu er jeg klar over, at det kan være lige så vigtigt at adressere usikkerheder som den faktiske størrelse af den stomatale effekt i tropiske økosystemer - hvor felteksperimentdata er sparsomme. Dette er sandsynligvis bagud i forhold til undersøgelse sammenlignet med problemer med skyer og nedbør, der er bedre begrænset af satellitdata. Måske er det på tide at bringe det ned til Jorden."