bj
    >> Φυσικές Επιστήμες >  >> Ετικέτες >> κλίμα

Τα δάση αναδεικνύονται ως ένας σημαντικός παράγοντας του κλίματος που παραβλέπεται


Όταν η Abigail Swann ξεκίνησε την καριέρα της στα μέσα της δεκαετίας του 2000, ήταν ένας από τους λίγους επιστήμονες που εξερευνούσαν μια δυνητικά ριζοσπαστική ιδέα:ότι τα πράσινα φυτά που ζουν στην επιφάνεια της Γης θα μπορούσαν να έχουν σημαντική επίδραση στο κλίμα του πλανήτη. Για δεκαετίες, οι περισσότεροι ατμοσφαιρικοί επιστήμονες είχαν επικεντρώσει τα καιρικά και κλιματικά μοντέλα τους στον άνεμο, τη βροχή και άλλα φυσικά φαινόμενα.

Αλλά με ισχυρά μοντέλα υπολογιστών που μπορούν να προσομοιώσουν τον τρόπο με τον οποίο τα φυτά μετακινούν το νερό, το διοξείδιο του άνθρακα και άλλες χημικές ουσίες μεταξύ εδάφους και αέρα, ο Swann ανακάλυψε ότι η βλάστηση μπορεί να ελέγξει τα καιρικά μοτίβα σε τεράστιες αποστάσεις. Η καταστροφή ή η επέκταση δασών σε μια ήπειρο μπορεί να ενισχύσει τις βροχοπτώσεις ή να προκαλέσει ξηρασία στα μισά του κόσμου.

Η Swann είναι τώρα καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον, όπου διευθύνει το εργαστήριο Ecoclimate. Είναι στην πρωτοπορία μιας μικρής αλλά αυξανόμενης ομάδας επιστημόνων που μελετούν πώς τα φυτά διαμορφώνουν τον καιρό και το κλίμα της Γης. Τα αποτελέσματά τους θα μπορούσαν να ταρακουνήσουν την κλιματική επιστήμη. "Κανένας από τους επιστήμονες της ατμόσφαιρας δεν σκέφτεται" πώς τα φυτά θα μπορούσαν να επηρεάσουν τις βροχοπτώσεις, είπε ο Swann, αν και υπαινιγμοί είχαν εμφανιστεί στην επιστημονική βιβλιογραφία για δεκαετίες. Και, πρόσθεσε, «πνέει το μυαλό της οικολογικής κοινότητας… ότι τα φυτά εδώ θα μπορούσαν πραγματικά να επηρεάσουν τα φυτά εκεί».

«Πολλοί από εμάς εκπλήσσονται με τον ισχυρό ρόλο που παίζουν τα φυτά», είπε η Park Williams, βιοκλιματολόγος στο Πανεπιστήμιο Columbia. "Η επιρροή της επιφάνειας της Γης στο κλίμα μεγάλης κλίμακας είναι επί του παρόντος ένα πραγματικά ραγδαία θέμα και η Abby Swann είναι ένας από τους αναδυόμενους ηγέτες σε αυτόν τον τομέα."

Η αγνοημένη επιρροή των φυτών

Το σχίσμα μεταξύ των ατμοσφαιρικών και των βιοεπιστημών που συνάντησε ο Swann ήταν ένα υπόλειμμα από τα τέλη του 1800, όταν η κυβέρνηση των ΗΠΑ διακήρυξε ότι η φύτευση καλλιεργειών και δέντρων θα έκανε τις άνυδρες Μεγάλες Πεδιάδες να βρέξουν. Η κυβέρνηση είχε ασπαστεί μια αμφίβολη θεωρία που προωθήθηκε από κερδοσκόπους της γης και απέρριψε τη συμβουλή ενός από τους κορυφαίους επιστήμονες του έθνους, του John Wesley Powell. Παρακινούμενοι από τόσο αισιόδοξους αλλά αμφίβολους ισχυρισμούς, χιλιάδες επίδοξοι αγρότες κατευθύνθηκαν δυτικά, μόνο για να διαπιστώσουν ότι το πρασίνισμα της γης στην πραγματικότητα δεν έβρεχε. Πολλοί πάλεψαν να βγάλουν τα προς το ζην από το ξηρό έδαφος και το κακοσχεδιασμένο γεωργικό πείραμα συνέβαλε τελικά στο καταστροφικό Dust Bowl.

Οι επιστήμονες αντέδρασαν έντονα. Οι πρώτοι μετεωρολόγοι, ελπίζοντας να σώσουν την αξιοπιστία του νεαρού αγρού τους, απέρριψαν την ιδέα ότι τα δάση επηρεάζουν τον καιρό. «Πολύ από τη συζήτηση γι' αυτό, δυστυχώς, δεν είχε καθαρά επιστημονικό χαρακτήρα», έγραψε κάποιος το 1888 στο Science . Η μετεωρολογία, και αργότερα η κλιματική επιστήμη, έγινε η μελέτη του αέρα και του νερού. Τα φυτά υποβιβάστηκαν στην κατάσταση παθητικού συμμετέχοντα.

Οι επιστήμονες της ατμόσφαιρας - και όλοι οι άλλοι - θα μπορούσαν να δικαιολογηθούν που σκέφτονται ένα στωικά όρθιο δέντρο ή ένα απαλά κυματιστό χωράφι με σιτάρι ότι δεν κάνουν τίποτα περισσότερο από το να δέχονται παθητικά το φως του ήλιου, τον άνεμο και τη βροχή. Αλλά τα φυτά είναι στην πραγματικότητα ισχυροί παράγοντες αλλαγής στην επιφάνεια του πλανήτη. Αντλούν νερό από το έδαφος μέσω των ιστών τους στον αέρα και μετακινούν τον άνθρακα προς την αντίθετη κατεύθυνση, από αέρα σε ιστό σε έδαφος. Εν τω μεταξύ, τα φύλλα χωρίζουν το νερό, συλλέγουν και χειρίζονται την ηλιακή ενέργεια και συνδυάζουν υδρογόνο, οξυγόνο και άνθρακα για να παράγουν σάκχαρα και άμυλα — τις πηγές σχεδόν όλων των τροφίμων για τη ζωή στη Γη.

Τα βασικά χαρακτηριστικά αυτής της μοριακής μαγείας είναι οι πόροι, που ονομάζονται στομία, στα φύλλα των φυτών. Ένα μόνο φύλλο μπορεί να περιέχει περισσότερες από 1 εκατομμύριο από αυτές τις εξειδικευμένες δομές. Τα στομία είναι ουσιαστικά μικροσκοπικά στόματα που ταυτόχρονα προσλαμβάνουν διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα και βγάζουν νερό. Όπως σημειώνει ο Swann, η ανταλλαγή αερίων από κάθε στομία - και μάλιστα από κάθε φύλλο - είναι, από μόνη της, μικροσκοπική. Αλλά με δισεκατομμύρια στομάχια που δρουν σε συνεννόηση, ένα μόνο δέντρο μπορεί να εξατμίσει εκατοντάδες λίτρα νερού την ημέρα — αρκετά για να γεμίσει πολλές μπανιέρες. Τα μεγάλα δάση του κόσμου, που περιέχουν εκατοντάδες δισεκατομμύρια δέντρα, μπορούν να μετακινήσουν το νερό σε σχεδόν ασύλληπτα μεγάλες κλίμακες. Ο Antonio Nobre, επιστήμονας του κλίματος στο Εθνικό Ινστιτούτο Διαστημικής Έρευνας της Βραζιλίας, έχει υπολογίσει, για παράδειγμα, ότι το τροπικό δάσος του Αμαζονίου απορρίπτει περίπου 20 τρισεκατομμύρια λίτρα νερού την ημέρα — περίπου 17 τοις εκατό περισσότερο ακόμη και από τον πανίσχυρο ποταμό Αμαζόνιο.



Ωστόσο, τα μοντέλα υπολογιστών στα οποία βασίζονται οι επιστήμονες για να προβλέψουν το μελλοντικό κλίμα δεν πλησιάζουν καν στο να αναγνωρίσουν τη δύναμη των φυτών να κινούν το νερό σε αυτή την κλίμακα, είπε ο Swann. "Είναι μικροσκοπικοί, αλλά μαζί είναι πανίσχυροι."

Οι επιστήμονες γνωρίζουν από τα τέλη της δεκαετίας του 1970 ότι το τροπικό δάσος του Αμαζονίου - το μεγαλύτερο στον κόσμο, με 5,5 εκατομμύρια τετραγωνικά χιλιόμετρα - προκαλεί τις δικές του καταιγίδες. Πιο πρόσφατη έρευνα αποκαλύπτει ότι οι μισές ή περισσότερες βροχοπτώσεις στο εσωτερικό της ηπειρωτικής Ευρώπης προέρχονται από φυτά που ανακυκλώνουν το νερό από το έδαφος στην ατμόσφαιρα, όπου ισχυρά ρεύματα ανέμου μπορούν να το μεταφέρουν σε μακρινά μέρη. Γεωργικές περιοχές τόσο διαφορετικές όπως οι Μεσοδυτικές ΗΠΑ, η κοιλάδα του Νείλου και η Ινδία, καθώς και μεγάλες πόλεις όπως το Σάο Πάολο, λαμβάνουν μεγάλο μέρος της βροχής τους από αυτά τα «ιπτάμενα ποτάμια» που οδηγούνται από τα δάση. Δεν είναι υπερβολή να πούμε ότι ένα μεγάλο μέρος της διατροφής της ανθρωπότητας οφείλεται, τουλάχιστον εν μέρει, στις βροχοπτώσεις που προκαλούνται από τα δάση.

Τέτοια αποτελέσματα υποδηλώνουν επίσης μια βαθιά αντιστροφή αυτού που συνήθως θεωρούμε αιτία και αποτέλεσμα. Κανονικά θα μπορούσαμε να υποθέσουμε ότι «τα δάση είναι εκεί επειδή είναι υγρά, παρά ότι είναι υγρά επειδή υπάρχουν δάση», είπε ο Ντάγκλας Σέιλ, περιβαλλοντικός επιστήμονας στην πανεπιστημιούπολη του Νορβηγικού Πανεπιστημίου Επιστημών Ζωής έξω από το Όσλο. Ίσως όμως όλα αυτά να είναι προς τα πίσω. «Μπορεί [τα υγρά κλίματα] να προκληθούν από τα δάση;» ρώτησε.

Δάση στην Αρκτική

Η Swann έφτασε στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, στο Μπέρκλεϋ, το 2005 για να κάνει τη διδακτορική της εργασία με την Inez Fung, μια ατμοσφαιρική επιστήμονα. Στη δεκαετία του 1980, ο Fung είχε βοηθήσει να ανοίξει ο δρόμος για κλιματικά μοντέλα που περιελάμβαναν ρεαλιστική βλάστηση και σχετικές ροές διοξειδίου του άνθρακα. (Μεταξύ των άλλων επιτευγμάτων της, ήταν συν-συγγραφέας στην εργασία του 1988 με τον επιστήμονα της NASA Τζέιμς Χάνσεν που βοήθησε να επιστήσει την προσοχή του κοινού στην κλιματική αλλαγή.) Το μοντέλο με το οποίο συνεργάστηκε ήταν υπερσύγχρονο εκείνη την εποχή, αλλά, όπως και οι ομόλογοί του σε άλλα ερευνητικά ιδρύματα, θα μπορούσε να αναπαραστήσει τη βιόσφαιρα μόνο απλοϊκά.

Στα μέσα της δεκαετίας του 2000, τα μοντέλα είχαν βελτιωθεί αρκετά ώστε οι επιστήμονες μπορούσαν να μελετήσουν με μεγαλύτερη ακρίβεια τον ρόλο που θα μπορούσαν να παίξουν τα φυτά στο κλιματικό σύστημα. Ο Fung πρότεινε στον Swann να προσπαθήσει να δασώσει την Αρκτική σε ένα κλιματικό μοντέλο. Τα δέντρα αποικίζουν μεγαλύτερα γεωγραφικά πλάτη καθώς η υδρόγειος θερμαίνεται, επομένως φαινόταν λογικό να αναρωτηθούμε τι αντίκτυπο θα είχαν στο κλίμα της περιοχής. Άλλοι ερευνητές είχαν εξετάσει προηγουμένως τις πιθανές επιπτώσεις μιας επέκτασης των βόρειων δασών ελάτης. Όπως ήταν αναμενόμενο, ανακάλυψαν ότι η Αρκτική πιθανότατα θα ζεσταινόταν επειδή τα φύλλα αυτών των δέντρων είναι σκοτεινά και θα απορροφούσαν περισσότερο ηλιακό φως από σχεδόν οποιαδήποτε από τις τούνδρα, τον πάγο και τους θάμνους που θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν. Ο Swann αποφάσισε να εξετάσει τι θα συνέβαινε εάν τα καταπατητικά δάση ήταν φυλλοβόλα δέντρα με πιο ανοιχτόχρωμα φύλλα, όπως σημύδα ή λεύκη.

Στο μοντέλο της, η Αρκτική ήταν ακόμα ζεστή - κατά περίπου 1 βαθμό Κελσίου, που ήταν περισσότερο από ό,τι περίμενε. Η Swann διαπίστωσε ότι τα δάση που προσομοιώνει εξέπεμπαν πολλούς υδρατμούς, οι οποίοι, όπως το διοξείδιο του άνθρακα, είναι ένα αέριο του θερμοκηπίου που απορροφά την υπέρυθρη ακτινοβολία από τη Γη και ανακατευθύνει μέρος της προς τα κάτω. Οι ατμοί στη συνέχεια προκάλεσαν την τήξη των πάγων στη στεριά και στη θάλασσα, εκθέτοντας πιο σκούρες επιφάνειες που απορρόφησαν ακόμη περισσότερο ηλιακό φως και θερμάνθηκαν ακόμη περισσότερο. Τα νέα δάση είχαν ξεκινήσει έναν βρόχο ανατροφοδότησης, ενισχύοντας τον αντίκτυπο της κλιματικής αλλαγής. Το εύρημα υπαινίσσεται τη δύναμη που θα μπορούσαν να ασκήσουν τα εργοστάσια στο κλίμα μιας περιοχής.

Σε μια ξεχωριστή μελέτη, ο Swann μετέτρεψε όλες τις περιοχές με βλάστηση της εύκρατης Βόρειας Αμερικής, της Ευρώπης και της Ασίας σε δάσος. Και πάλι, αυτή η άσκηση υπερέβαλε κάτι που συμβαίνει ήδη στον πραγματικό κόσμο:δορυφορικά δεδομένα έχουν δείξει ότι αυτές οι ήπειροι πρασινίζουν καθώς οι πρώην γεωργικές εκτάσεις επιστρέφουν στο δάσος, ίσως υποβοηθούμενο από το ενισχυμένο ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα και τις μεγαλύτερες περιόδους ανάπτυξης.

Όπως και στη μελέτη της Αρκτικής, τα νέα δέντρα απορρόφησαν το φως του ήλιου και θερμάνθηκαν, προσθέτοντας ενέργεια στο κλιματικό σύστημα. Στη συνέχεια, τα ατμοσφαιρικά ρεύματα ανακατανέμουν αυτήν την ενέργεια σε όλο τον πλανήτη. Ξηρασίες έπεσαν στο νότιο Αμαζόνιο και βροχή έπεσε στη Σαχάρα. Αυτά τα φαινόμενα προκλήθηκαν από την επανατοποθέτηση του κυττάρου Hadley - της τεράστιας μεταφορικής ζώνης αέρα που ανεβαίνει από τον ισημερινό, ρίχνει τη βροχή του πάνω από τις τροπικές περιοχές και κατεβαίνει ξανά ως ξηρός αέρας σε περίπου 30 μοίρες βόρεια και νότια γεωγραφικά πλάτη, όπου το μεγαλύτερο μέρος του οι έρημοι του κόσμου είναι. Μέσω της επιρροής μόνο των φυτών, το κύτταρο Hadley είχε μετατοπιστεί προς τα βόρεια.

Ο Swann είχε φαινομενικά αποκαλύψει μια κρυφή «τηλεσύνδεση» - μια περιοχή που κυριαρχεί σε μια πολύ μακρινή περιοχή μέσω λεπτών ατμοσφαιρικών μηχανισμών. Ο Fung δεν εξεπλάγη και τόσο:Οι επιστήμονες της ατμόσφαιρας έχουν βολευτεί με τέτοιες απομακρυσμένες επιρροές. Σε περιοδικά γεγονότα El Niño, τα οποία έχουν γίνει κατανοητά από τη δεκαετία του 1920, τα ασυνήθιστα ζεστά επιφανειακά ύδατα στον ανατολικό Ειρηνικό Ωκεανό προκαλούν ισχυρές βροχοπτώσεις στη δυτική Νότια Αμερική και την Αφρική και ξηρασίες στη Νοτιοανατολική Ασία και την Αυστραλία. Η καινοτομία στα προσομοιωμένα συμβάντα του Swann ήταν ότι τα δάση, όχι οι ωκεανοί, επηρέασαν.

«Για μένα αυτή ήταν μια πραγματικά ενδιαφέρουσα προοπτική», είπε ο Gordon Bonan, γεωεπιστήμονας στο Εθνικό Κέντρο Ατμοσφαιρικής Έρευνας στο Boulder του Κολοράντο, ο οποίος μελετά επίσης την επίδραση των φυτών στην ατμόσφαιρα. "Αν κάνετε αρκετά από αυτήν τη δενδροφύτευση, μπορείτε πραγματικά να αλλάξετε τα μοτίβα κυκλοφορίας."

Μακρινές επιδράσεις από τις αλλαγές στο δάσος

Σενάρια όπως μια πράσινη Αρκτική ή μια αναδασωμένη εύκρατη ζώνη δεν είναι τόσο τραβηγμένα όσο μπορεί να φαίνονται. Μια πρόσφατη μελέτη στο Nature ανέφερε ότι τις τελευταίες τρεισήμισι δεκαετίες, η κάλυψη των δέντρων έχει αυξηθεί κατά περισσότερα από 2 εκατομμύρια τετραγωνικά χιλιόμετρα σε αυτές τις περιοχές.

Οι τεράστιες απώλειες δέντρων είναι επίσης μέρος του σύγχρονου κόσμου μας. Κατά την ίδια περίπου περίοδο, όταν τα εύκρατα και τα βόρεια δέντρα κέρδισαν έδαφος, περίπου το 20 τοις εκατό του τροπικού δάσους του Αμαζονίου κόπηκε. Από το 2010, σχεδόν 130 εκατομμύρια δέντρα έχουν πεθάνει μόνο στην Καλιφόρνια, κυρίως λόγω της ξηρασίας και των δασικών πυρκαγιών.

Έχει καταβληθεί μεγάλη προσπάθεια για την κατανόηση του πώς η μελλοντική κλιματική αλλαγή θα επηρεάσει τα δάση. Με βάση τις έντονες ξηρασίες που σημειώθηκαν το 2005, το 2010 και το 2015, ορισμένοι επιστήμονες πιστεύουν ότι ο Αμαζόνιος μπορεί να πλησιάζει σε ένα οριακό σημείο που θα έκανε μεγάλο μέρος του τροπικού δάσους του να μετατραπεί σε σαβάνα, με δυνητικά καταστροφικές συνέπειες για την αποθήκευση άνθρακα, τη βιοποικιλότητα και το τοπικό κλίμα. Ένα έγγραφο από τα τέλη του 2017 παρείχε στοιχεία ότι η μελλοντική υπερθέρμανση θα έκανε τις ξηρασίες ακόμη πιο θανατηφόρες για τα δάση της Νοτιοδυτικής Αμερικής. Μερικοί επιστήμονες προβλέπουν ότι πολλά από τα δάση του νοτιοδυτικού θα μπορούσαν να γίνουν σαβάνα ή λιβάδια, και τουλάχιστον ένας - ο Nate McDowell στο Εθνικό Εργαστήριο του Λος Άλαμος - έχει αναφερθεί να λέει ότι ένα μεγάλο μέρος των δέντρων της περιοχής θα μπορούσε να πεθάνει.

Ωστόσο, το ερώτημα πώς οι αλλαγές στα δάση θα μπορούσαν να αλλάξουν το παγκόσμιο κλίμα δεν έχει εξεταστεί σχεδόν καθόλου. «Για δεκαετίες προσπαθούσαμε να δούμε:Πόσο καλά μπορούμε να τα καταφέρουμε στη μοντελοποίηση του κλίματος χωρίς να χρειάζεται να προκαλέσουμε τις επιρροές της βλάστησης;» είπε ο Γουίλιαμς. "Η βλάστηση έχει μείνει κάπως στο πίσω μέρος."

Η έρευνα των Swann και Fung πρότεινε ότι τα φυτά πρέπει να τεθούν στο προσκήνιο. Και άλλοι ερευνητές έχουν λάβει υπόψη. Νωρίτερα αυτό το έτος, δύο ομάδες επιστημόνων, μεταξύ των οποίων και οι δύο περιλαμβανόταν ο Swann, συνέταξαν μελέτες για το πώς θα αλλάξει η μεταφορά νερού από τα δάση καθώς αυξάνονται τα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα. Μελέτες μεμονωμένων φύλλων έχουν δείξει ότι όταν τα φυτά λούζονται με διοξείδιο του άνθρακα, δεν χρειάζεται να κάνουν τόσες στομίες ανά φύλλο και κλείνουν αυτές που κάνουν περισσότερο τον χρόνο. Αυτές οι αλλαγές βοηθούν τα δασικά φυτά να εξοικονομούν νερό για να επιβιώσουν, αλλά μειώνουν τους υδρατμούς που είναι διαθέσιμοι για να πέφτουν ως βροχή στη γύρω ήπειρο. Επιπλέον, όταν τα φυτά διαπνέουν, ψύχουν την επιφάνεια της Γης και ζεσταίνουν τον αέρα, όπως ακριβώς η εξάτμιση του ιδρώτα δροσίζει το σώμα σας σε μια ζεστή μέρα. Οι αλλαγές στο επίπεδο των φύλλων, που κλιμακώνονται σε όλες τις ηπείρους, θα μπορούσαν να στερήσουν την υγρασία από την ατμόσφαιρα και να θερμάνουν την επιφάνεια του πλανήτη.

Για τον Michael Pritchard, έναν κλιματολόγο στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, στο Irvine, τα αποτελέσματα του Swann ήταν «πολύ προκλητικά… και μια μεγάλη κλήση αφύπνισης», είπε. "Αυτό το φαινόμενο φαινόταν να ξαναγράφει τους χάρτες της προοπτικής της σοβαρότητας της ξηρασίας στο μέλλον."

Ο Πρίτσαρντ είπε ότι δεν γνώριζε προηγουμένως το φαινόμενο της σύγκλεισης του στομάχου. Η γνώση τον ενέπνευσε να συμμετάσχει σε μια ομάδα με επικεφαλής τον Gabriel Kooperman, έναν κλιματολόγο τότε στο UC Irvine, που ερευνούσε τις μελλοντικές επιπτώσεις του ενισχυμένου διοξειδίου του άνθρακα στις τρεις μεγάλες περιοχές των τροπικών δασών — τον Αμαζόνιο, την Κεντρική Αφρική και τη Νοτιοανατολική Ασία.

Σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Nature Climate Change Τον Απρίλιο, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το κλείσιμο των στομάτων θα προκαλούσε τις μισές αλλαγές βροχοπτώσεων που θα έβλεπαν οι περιοχές μέχρι το 2100. Επιπλέον, ο Αμαζόνιος - το σπίτι του πιο πλούσιου σε άνθρακα και βιοποικιλότητας τροπικού δάσους στον κόσμο - θα χτυπηθεί με τις πιο σοβαρές μειώσεις.

Ο Swann διερευνά τώρα τις επιπτώσεις των αλλαγών των δασών σε διαφορετικές κλίμακες. Σε μια εργασία του 2016, ανέφερε ότι η εξάλειψη των δασών στη δυτική Βόρεια Αμερική έκανε τα δάση στην ανατολική Νότια Αμερική να αναπτυχθούν πιο έντονα, ενώ μείωσε την ανάπτυξη στην Ευρώπη.

Και σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε τον Μάιο, ερεύνησε πώς η εξαφάνιση των δασών των ΗΠΑ θα επηρεάσει τα δάση σε άλλα μέρη της χώρας. Στα μοντέλα της, σκότωσε δάση σε 13 περιοχές με πυκνά δάση που το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών έχει αναγνωρίσει ως οικολογικά διακριτές. Τα αποτελέσματα ήταν δραματικά. Όταν εξαφάνισε δέντρα στον Νοτιοδυτικό Ειρηνικό, τα δάση στα Μεσοδυτικά και τις ανατολικές ΗΠΑ υπέφεραν. Τα τελευταία χρόνια, ο Νοτιοδυτικός Ειρηνικός έχει, στην πραγματικότητα, χάσει περίπου 100 εκατομμύρια δέντρα, κυρίως λόγω ξηρασίας και αδηφάγων εντόμων.



Ωστόσο, οι επιπτώσεις της εξαφάνισης των δασών μπορεί επίσης να είναι θετικές. Στη μελέτη του Swann, η αφαίρεση δέντρων από τα μέσα του Ατλαντικού βοήθησε στην πραγματικότητα τα δάση αλλού, κάνοντας τα καλοκαίρια αυτών των περιοχών πιο δροσερά ή υγρά. Ο Swann τονίζει ότι αυτό δεν σημαίνει ότι οι άνθρωποι πρέπει να κόψουν τα δάση, τα οποία παρέχουν αναρίθμητα οφέλη πέρα ​​από την επιρροή τους σε άλλες περιοχές, συμπεριλαμβανομένης της αποθήκευσης άνθρακα, των βιότοπων της άγριας ζωής και της διήθησης του νερού. Ωστόσο, σημειώνει ότι οι περιβαλλοντικές ομάδες συχνά φυτεύουν δέντρα ως κλιματική λύση χωρίς να εξετάζουν εάν τα δέντρα θα μπορούσαν να βλάψουν τα δάση αλλού — ή να θερμάνουν τον πλανήτη απορροφώντας την ηλιακή ενέργεια.

Μαζικές δενδροφυτεύσεις υπό την αιγίδα της κυβέρνησης έχουν πραγματοποιηθεί στην Κίνα και στο Αφρικανικό Σαχέλ, για παράδειγμα. Κανείς δεν ξέρει τι επιπτώσεις είχαν στο παγκόσμιο κλίμα. «Αυτό που θα θέλαμε να μπορούμε να πούμε είναι ότι εάν φυτέψετε αυτή την ποσότητα δέντρων, θα δείτε αυτή τη μείωση της υπερθέρμανσης του πλανήτη», είπε ο Μπονάν. "Δεν έχουμε πραγματικά αυτή την απάντηση ακόμα."

Για τον Swann, ήταν συγκίνηση να δει οποιοδήποτε αποτέλεσμα. «Όσο μικρότεροι σε κλίμακα κατεβαίνουμε, σκέφτηκα ότι θα ήταν όλο και πιο δύσκολο να προσδιορίσω αυτές τις κλιματικές αντιδράσεις και τις επακόλουθες αντιδράσεις των δασών», είπε. "Αυτές οι μικρότερες απώλειες δασών εξακολουθούν να έχουν μεγάλες επιπτώσεις και στην πραγματικότητα ο αντίκτυπος δεν κλιμακώνεται μόνο με την έκταση των δέντρων που χάνεται."

Οι αβεβαιότητες εξακολουθούν να έχουν σημασία

Δεν πωλούνται όλοι σε οικολογικές τηλεσυνδέσεις. Η Sheil είναι δύσπιστη για τα αποτελέσματα της μελέτης υπό την ηγεσία του Kooperman. Πιστεύει ότι τα κλιματικά μοντέλα δεν αντιπροσωπεύουν τη βιολογία των φυτών και τη φυσική της κίνησης του αέρα και της βροχόπτωσης με αρκετή ακρίβεια για να πουν οτιδήποτε έχει νόημα για τον πραγματικό βιολογικό κόσμο. Σημειώνει, για παράδειγμα, ότι διαφορετικά κλιματικά μοντέλα με τα ίδια δεδομένα συχνά κάνουν διαφορετικές προβλέψεις.

Άλλοι επισημαίνουν ότι οι ερευνητές του οικολογικού κλίματος έχουν βασιστεί σε μεγάλο βαθμό σε ένα μοντέλο, το Κοινοτικό Μοντέλο Συστήματος Γης ή CESM. Συνήθως, οι επιστήμονες του κλίματος δεν είναι πεπεισμένοι ότι ένα φαινόμενο είναι πραγματικό μέχρι να το δουν στην παραγωγή πολλών μοντέλων. Για παράδειγμα, η επόμενη έκθεση της Διακυβερνητικής Επιτροπής για την Κλιματική Αλλαγή θα ενσωματώσει αποτελέσματα από περισσότερα από 30 μοντέλα. Είναι πιθανό το CESM να είναι ασυνήθιστα ευαίσθητο στη βλάστηση, είπε ο Pritchard.

Η Swann προσθέτει μια δική της κριτική:αυτή και οι συνάδελφοί της δεν ήταν πάντα σε θέση να συνδυάσουν την πλήρη αλυσίδα της φυσικής αιτιότητας μέσω της οποίας τα δάση επηρεάζουν μακρινές περιοχές στα μοντέλα της. Στην πρόσφατη εργασία της για τα δάση των ΗΠΑ, για παράδειγμα, υπήρχαν πάρα πολλοί διαφορετικοί μηχανισμοί για να διερευνηθούν ένας προς έναν, είπε. Η κατάσταση θυμίζει την υποθετική πεταλούδα που χτυπά τα φτερά της στη Βραζιλία και πυροδοτεί έναν ανεμοστρόβιλο στο Τέξας:η Swann και οι συνάδελφοί της μπορούν να βάλουν την πεταλούδα να κυματίζει και να δουν τον ανεμοστρόβιλο να παίρνει μορφή, αλλά δεν καταλαβαίνουν πλήρως τι συμβαίνει στο μεταξύ. Η αποσαφήνιση τέτοιων μηχανισμών θα αποτελέσει το επίκεντρο της μελλοντικής εργασίας.

Ωστόσο, η αντιμετώπιση αυτών των ανησυχιών δεν θα γίνει εν μία νυκτί. Τα περισσότερα μοντέλα, σε αντίθεση με το CESM, μπορούν να λειτουργήσουν σε ένα κέντρο μοντελοποίησης μόνο από τους λίγους επιστήμονες που τα δημιούργησαν. Αυτοί οι άνθρωποι είναι απασχολημένοι με την εκτέλεση προσομοιώσεων για την επόμενη έκθεση της Διακυβερνητικής Επιτροπής για την Κλιματική Αλλαγή, που αναμένεται να εκδοθεί το 2022. Κανένα από τα μοντέλα που χρησιμοποιούνται δεν λαμβάνει πλήρως υπόψη την επίδραση των φυτών στο κλίμα, είπε ο Swann.

Η ιστορική άποψη ότι η κλιματική επιστήμη αφορά κυρίως φυσικά φαινόμενα εξακολουθεί να έχει επιρροή. Για περισσότερο από μια δεκαετία, οι κλιματολόγοι βλέπουν τα σύννεφα ως τη μεγαλύτερη πηγή αβεβαιότητας στα μοντέλα. Τα σύννεφα δροσίζουν τον πλανήτη αντανακλώντας το εισερχόμενο ηλιακό φως, αλλά θερμαίνουν επίσης τον πλανήτη επειδή αποτελούνται από υδρατμούς, ένα αέριο του θερμοκηπίου. Τα μοντέλα διαφέρουν πολύ ως προς το πόσο τα σύννεφα θα συμβάλουν στην ψύξη και τη θέρμανση στο μέλλον, και ως εκ τούτου εάν ο διπλασιασμός του διοξειδίου του άνθρακα της ατμόσφαιρας θα είναι προβληματικός αλλά διαχειρίσιμος ή καταστροφικός.

Αλλά πόση βροχή θα πέσει σε μια δεδομένη περιοχή, και πότε, και πόσο θα διαφέρει από εποχή σε εποχή και χρόνο με το χρόνο, θα κάνει τη διαφορά στον καθορισμό ποια μέρη θα παραμείνουν κατοικήσιμα και ποια μέρη όχι. Και τα αποτελέσματα των Swann και Fung ανοίγουν τουλάχιστον την πιθανότητα ότι τα φυτά θα μπορούσαν να έχουν τόσο μεγάλη επίδραση όσο η φυσική του νέφους στην εύρεση των απαντήσεων σε τέτοιες ερωτήσεις.

Επιπλέον, επισημαίνει ο Fung, τα προβλήματα δεν είναι καν ανεξάρτητα:τα δάση παράγουν σύννεφα. Χωρίς ακριβή εικόνα των δασών, τα μοντέλα σύννεφων θα παραμείνουν ελλιπή.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο Swann ξεκινά ένα νέο έργο:να προσπαθήσει να ποσοτικοποιήσει πόσο τα φυτά συμβάλλουν στην αβεβαιότητα στα αποτελέσματα του κλιματικού μοντέλου. Με αυτόν τον αριθμό στα χέρια της, μπορεί να έχει ένα ακόμη πιο ισχυρό εργαλείο για να πείσει άλλους ερευνητές ότι η οικολογία και η ατμοσφαιρική επιστήμη είναι αδιαχώριστες.

Ένα άλλο πιθανό έργο περιλαμβάνει την εξέταση των δασικών δεδομένων για παρατηρητικές αποδείξεις των τηλεσυνδέσεων που βρέθηκαν σε μελέτες μοντελοποίησης. Η Swann παραδέχεται, ωστόσο, ότι είναι «λίγο στην πιο δύσπιστη πλευρά» ότι τέτοια σήματα θα προκύψουν εν μέσω των πολλών ωθήσεων και έλξεων που βιώνουν τα δάση. Αυτή και ο David Breshears, οικολόγος στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα και ένας από τους συν-συγγραφείς της στην αμερικανική δασική εφημερίδα, διερευνούν επίσης πώς οι μελλοντικές απώλειες δασών στα νοτιοδυτικά θα επηρεάσουν το κλίμα των Μεσοδυτικών, το καλάθι του έθνους και ένα από τα πιο παραγωγικά γεωργικές περιοχές στη Γη.

Ένα πράγμα είναι ήδη ξεκάθαρο:η επιρροή του Swann γίνεται αισθητή. Σε λίγο περισσότερο από μια δεκαετία, οι τηλεσυνδέσεις οικολογικού κλίματος έχουν γίνει από σχεδόν άγνωστες σε συχνό θέμα συζήτησης σε μεγάλες επιστημονικές συναντήσεις όπως η Ecological Society of America και η American Geophysical Union. Δεν απορρίπτονται πλέον τέτοιες ιδέες ως μη «καθαρά επιστημονικού χαρακτήρα».

Οι εξελίξεις σε αυτόν τον νέο ερευνητικό τομέα αποδεικνύουν ότι οι μελλοντικοί επιστήμονες του κλίματος θα χρειαστεί να κατακτήσουν δύο πεδία που, για περισσότερο από έναν αιώνα, ήταν σε μεγάλο βαθμό χωριστά, είπε ο Fung:η φυσική της ατμόσφαιρας και η βιολογία.

«Υπάρχουν πολύ λίγοι «πολύγλωσσοι» επιστήμονες», είπε ο Fung. «Όταν η Άμπι έκανε τη δουλειά της, ήταν η ένωση δύο κλάδων». Πρόσθεσε, «Έτσι σημειώνεται πρόοδος».



Πώς οι εξελικτικές δυνάμεις, οι περιορισμοί ανάπτυξης και το μεταβαλλόμενο κλίμα επηρέασαν τη γενετική μετατόπιση

Έχει προταθεί από καιρό ότι η σχέση μεταξύ των οικογεωγραφικών αρχών και της γεωγραφίας Bergmann (1847) και Allen (1877) μπορεί να εφαρμοστεί και στους ανθρώπους. Για περισσότερο από έναν αιώνα, αυτές οι οικογεωγραφικές αρχές χρησιμοποιούνται από βιολογικούς ανθρωπολόγους για να δοκιμάσουν υποθέσεις

Μπορεί η κλιματική αλλαγή να βοηθήσει στη διαχείριση του αζώτου στη λεκάνη απορροής ποταμού – Συστήματα παράκτιας θάλασσας;

Τα περισσότερα θαλάσσια και παράκτια υδάτινα οικοσυστήματα παγκοσμίως υποφέρουν από ευτροφισμό. Είναι το αποτέλεσμα του εμπλουτισμού των θρεπτικών συστατικών στο υδάτινο σώμα, όπως ο φώσφορος και το άζωτο. Οι πιο κοινές συνέπειες είναι ο πολλαπλασιασμός των φυκιών, η μειωμένη διαφάνεια του νερού και

Εάν πρόκειται να καταπολεμήσουμε την κλιματική αλλαγή, πρέπει να αντιμετωπίσουμε και την ατμοσφαιρική ρύπανση

Αυτόν τον Δεκέμβριο, επιστήμονες, δημοσιογράφοι και υπεύθυνοι χάραξης πολιτικής θα συγκεντρωθούν στη Μαδρίτη για τη διάσκεψη των Ηνωμένων Εθνών για την κλιματική αλλαγή. Μεγάλο μέρος της κάλυψης των μέσων ενημέρωσης θα επικεντρωθεί στις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα. Τα αποθέματα ορυκτών καυσίμων