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Un aumento del 50% en el nivel de dióxido de carbono podría reducir las lluvias en la Amazonía más que la deforestación

Publicado em 19 julho 2021

Por André Julião, da Agência FAPESP

Un aumento del 50% en el nivel de dióxido de carbono (CO 2 ) en la atmósfera podría reducir las precipitaciones en la Amazonía tanto o incluso más que la sustitución de todo el bosque por pastos.

El aumento de CO 2 reduciría la cantidad de vapor de agua emitido por el bosque, lo que provocaría una caída anual del 12% en el volumen de lluvia, mientras que la deforestación total reduciría las lluvias en un 9%.

Estas estimaciones se presentan en un estudio publicado en Biogeociencias por científicos afiliados al Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (INPE), la Universidad de São Paulo (USP) y la Universidad de Campinas (UNICAMP) en Brasil, y con la Universidad Técnica de Munich (TUM). en Alemania.

«El CO 2 es un insumo básico para la fotosíntesis, por lo que cuando aumenta en la atmósfera, la fisiología de la planta se ve afectada y esto puede tener un efecto en cascada sobre la transferencia de humedad de los árboles a la atmósfera [transpiración], la formación de lluvia en la región. , biomasa forestal y varios otros procesos ”, dijo David Montenegro Lapola, último autor del artículo.

Lapola es profesora en el Centro de Investigaciones Meteorológicas y Climáticas Aplicadas a la Agricultura (CEPAGRI) de la UNICAMP e investigadora principal de un proyecto financiado a través del Programa de Investigación de la FAPESP sobre Cambio Climático Global (RPGCC). El estudio también formó parte de un Proyecto Temático financiado por la FAPESP y respaldado por una beca postdoctoral otorgada al penúltimo autor.

Los investigadores se propusieron investigar cómo los efectos fisiológicos del aumento del CO 2 atmosférico en las plantas influyen en el régimen de lluvias. Las plantas transpiran menos a medida que aumenta el suministro de CO 2 , emitiendo menos humedad a la atmósfera y, por lo tanto, generando menos lluvia.

Sin embargo, normalmente las predicciones sobre el aumento del CO 2 atmosférico no disocian sus efectos fisiológicos de sus efectos sobre el equilibrio de la radiación en la atmósfera. En el último caso, el gas evita que parte de la energía reflejada del Sol se escape de la atmósfera, provocando el fenómeno de calentamiento conocido como efecto invernadero.

Las proyecciones presentadas en el último informe del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC), tomando en cuenta los cambios en el balance de radiación atmosférica más los efectos fisiológicos en las plantas, ya habían pronosticado una posible reducción de hasta un 20% en las precipitaciones anuales en la Amazonía. y mostró que gran parte del cambio en el régimen de precipitación de la región será controlado por la forma en que el bosque responde fisiológicamente al aumento de CO 2 .

Para el estudio publicado recientemente, los investigadores realizaron simulaciones en la supercomputadora del Centro de Estudios Climáticos y Pronóstico del Tiempo (CPTEC) del INPE en Cachoeira Paulista, estado de São Paulo. Proyectaron escenarios en los que el nivel atmosférico de CO 2 aumentó un 50% y el bosque fue reemplazado por completo por pastos para averiguar cómo estos cambios afectaron la fisiología del bosque durante un período de 100 años.

“Para nuestra sorpresa, solo el efecto fisiológico sobre las hojas del bosque generaría una caída anual del 12% en la cantidad de lluvia [252 milímetros menos por año], mientras que la deforestación total llevaría a una caída del 9% [183 mm ]. Estos números son mucho más altos que la variación natural de la precipitación entre un año y el siguiente, que es del 5% «, dijo Lapola.

Los hallazgos llaman la atención sobre la necesidad de acciones locales para reducir la deforestación en los nueve países que comparten la cuenca del Amazonas y acciones globales para reducir las emisiones de CO 2 a la atmósfera por parte de fábricas, vehículos y centrales eléctricas, por ejemplo.

Lapola es uno de los coordinadores del experimento AmazonFACE. El acrónimo significa Enriquecimiento de dióxido de carbono al aire libre. Instalado no muy al norte de Manaos, el experimento elevará el nivel de CO 2 en pequeñas extensiones de selva tropical y analizará los cambios resultantes en la fisiología de las plantas y la atmósfera. El experimento podría anticipar el escenario de cambio climático previsto para este siglo.

Transpiración en bosques y pastos

Los escenarios proyectados por las simulaciones por computadora mostraron que la disminución de la lluvia fue causada por una reducción de alrededor del 20% en la transpiración de las hojas. Sin embargo, las razones de la reducción son diferentes en cada situación.

Los estomas son portales microscópicos en las hojas de las plantas que controlan el intercambio de gases para la fotosíntesis. Se abren para capturar CO 2 y al mismo tiempo emiten vapor de agua. En el escenario con más CO 2 en el aire, los estomas permanecen abiertos por menos tiempo y emiten menos vapor de agua, lo que reduce la formación de nubes y la lluvia.

La contracción total del área foliar es otra razón. Si todo el bosque fuera reemplazado por pastos, el área foliar se reduciría un 66%. Esto se debe a que el bosque contiene varias capas de hojas superpuestas en los árboles, por lo que el área foliar por metro cuadrado es hasta seis veces mayor que en el suelo. Por último, tanto el aumento de los niveles de CO 2 como la deforestación también influyen en el viento y el movimiento de las masas de aire, que juegan un papel clave en el régimen de precipitaciones.

“El dosel del bosque tiene una superficie compleja formada por copas de árboles altos, árboles bajos, hojas y ramas. A esto se le llama rugosidad superficial del dosel. El viento produce turbulencias, con remolinos y vórtices que a su vez producen la inestabilidad que da lugar a la convección responsable de las fuertes lluvias ecuatoriales «, dijo Lapola. «El pasto tiene una superficie suave sobre la cual el viento siempre fluye hacia adelante, y sin bosque no produce vórtices. Como resultado, el viento se intensifica, arrastrando la mayor parte de la precipitación hacia el oeste, mientras que gran parte de la Amazonia oriental y central, la parte brasileña tiene menos lluvia «.

La disminución de la transpiración provocada por el aumento de los niveles de CO 2 conduce a un aumento de temperatura de hasta dos grados porque hay menos gotas de agua para mitigar el calor. Este factor desencadena una cascada de fenómenos que resultan en menos lluvia debido a la inhibición de la llamada convección profunda (nubes de lluvia muy altas cargadas de vapor de agua).

«El siguiente paso sería probar otros modelos computacionales y comparar los resultados con nuestros hallazgos», dijo Lapola. «Otra iniciativa importante consistiría en más experimentos como FACE, ya que solo estos pueden proporcionar datos para verificar y refinar simulaciones de modelado como las que realizamos».