Tænd en kritisk faktor i begrænsningen af ​​kulstofoptagelse, selv i nord

De fleste fremskrivninger om klimaændringer antager, at når temperaturen stiger, regioner i de nordlige høje breddegrader kan blive mere egnede til vækst af vegetation, bliver til dyrkningsland for at fodre stigende befolkninger samtidig med at der fastsættes mere kuldioxid (CO ₂ ) og bremse klimaforandringerne. Planter kræver passende temperatur, vand, og lysforhold for fotosyntese og vækst, så det virker logisk, at når temperaturen stiger i de nordlige høje breddegrader, plante fotosyntese, der bruger CO ₂ at frigive ilt, bør også stige. På samme tid, plante respiration, som bruger ilt til at frigive CO ₂ og er også meget afhængig af temperatur, forventes at stige, også. Det kritiske spørgsmål, der stadig er under debat, er, om efterårets opvarmning kan føre til en stigning i kulstofoptagelsen, dvs. forskellen mellem fotosyntese og respiration.

En ny Columbia Engineering -undersøgelse viser, at selv når temperaturerne varme og kolde belastninger er begrænsede, lys er stadig en vigtig faktor for at begrænse kulstofoptagelsen på de nordlige høje breddegrader. Holdet, ledet af Pierre Gentine, lektor i jord- og miljøteknik, analyserede satellitobservationer, feltmålinger, og modelsimuleringer og viste, at der er en udbredt strålingsbegrænsning på kulstofoptagelse i nordlige økosystemer, især om efteråret. Ved hjælp af et nyt datasæt, Gentines gruppe udviklede en algoritme til at kortlægge global plantefotosyntese og udviklede derefter en ramme til at kvantificere begrænsningen af ​​lys på fotosyntese. Undersøgelsen er offentliggjort i dag i Naturens klimaforandringer .

"Tidligere undersøgelser har gjort forskellige konklusioner om, hvorvidt efterårets opvarmning ville reparere eller frigive mere kulstof, "siger Yao Zhang, undersøgelsens hovedforfatter, der designede den nye algoritme og nu er postdoc -forsker ved Lawrence Berkeley National Laboratory. "Vores papir viser, hvordan man bruger en kombination af fjernmåling og in situ observationer for at løse en kontrovers om kulstofoptagelse. "

Gentines team fandt ud af, at på nordlige breddegrader, der er mere end 30N, slutningen af ​​sæsonens fotosynteseresvar på opvarmning er for det meste dikteret af lys. I nogle af disse regioner i efteråret, længden af ​​daglig lys forkortes meget hurtigt. Mindre lys fører til svagere fotosyntese, hvilket igen ikke kan opveje den øgede åndedræt forårsaget af global opvarmning. Fordi nordlige høje breddegrader har stærkere lysbegrænsning, deres vegetation frigiver mere kulstof i efteråret, hvis opvarmningen fortsætter.

I fremtiden, lysbegrænsning vil stige, når vækstsæsonen for vegetation forlænges på grund af global opvarmning. Tidligere sæsonstarter om foråret og senere slutninger af sæsonen i efteråret svarer til kortere dagslængder og mindre solstråling, udgør en stærkere lysgrænse for fotosyntese af vegetation.

"Denne stigning i lysbegrænsning vil sænke de nordlige økosystemers potentielle evne til at fungere som en kontinuerlig kulstofvaske, "siger Zhang." Vores undersøgelse fremhæver solens strålings vigtige rolle, som normalt ignoreres i undersøgelser af klimaændringer. "

Diskuterer det nye papir, Philippe Ciais, associeret direktør for Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement og en ekspert i kulstofcyklussen, der ikke var involveret i undersøgelsen, understreger:"Dette er en meget interessant undersøgelse, der viser, hvordan strålingen, almindeligvis betragtes som statisk, vil have en ændret effekt på kulstofcyklussen sammen med den globale opvarmning. "