Baanbrekend nieuw onderzoek heeft een fascinerend nieuw inzicht opgeleverd in de zoektocht om te bepalen of temperatuur of waterbeschikbaarheid de meest invloedrijke factor is bij het bepalen van het succes van wereldwijde, koolstofputten op het land.

Het onderzoek, uitgevoerd door een internationaal team van klimaatwetenschappers, waaronder professoren Pierre Friedlingstein en Stephen Sitch van de Universiteit van Exeter, heeft nieuwe aanwijzingen onthuld over hoe koolstofputten op het land worden gereguleerd op zowel lokale als mondiale schaal.

Uit het baanbrekende onderzoek bleek dat, wereldwijd, de jaar-op-jaar variabiliteit van de koolstofbalans op het land - de uitwisseling van koolstof die plaatsvindt tussen de biosfeer op het land en de atmosfeer - reageert het meest significant op temperatuurveranderingen. Op een meer gelokaliseerd niveau, echter, de studie suggereert dat de beschikbaarheid van water de dominante factor is om te bepalen hoe succesvol koolstofputten presteren.

Professor Friedlingstein, Voorzitter van Mathematical Modeling of Climate Systems aan de Universiteit van Exeter zei:"De sterke reactie van de koolstofcyclus op het land op klimaatvariabiliteit zoals El Niño-gebeurtenissen heeft altijd op onze radar gestaan ​​als een testbed voor de koolstofcyclusreactie op toekomstige klimaatverandering. Onze studie benadrukt het belang van veranderingen in de beschikbaarheid van bodemwater voor planten als een belangrijk element. Het gaat niet alleen om de temperatuur op aarde".

Momenteel, ecosystemen op het land absorberen ongeveer een kwart van alle door de mens veroorzaakte koolstofdioxide die in de atmosfeer wordt uitgestoten.

De huidige klimaatverandering wordt gekenmerkt door stijgende concentraties koolstofdioxide (CO2) in de atmosfeer en de daarmee gepaard gaande opwarming. Echter, de jaarlijkse groei van CO2, die al tientallen jaren in de atmosfeer wordt gemeten, varieert sterk van jaar tot jaar.

Deze variaties komen voornamelijk voort uit fluctuaties in de koolstofopname door landecosystemen die worden aangedreven door de natuurlijke variabiliteit van het klimaatsysteem, in plaats van door oceanen of door veranderingen in de niveaus van door de mens veroorzaakte koolstofemissies.

Discussies over de vraag of temperatuur- of waterbeschikbaarheid de kracht van deze variaties in de koolstofput op het land aandrijft, zijn zeer omstreden met deze jaarlijkse veranderingen van de koolstofbalans die schijnbaar verband houden met mondiale of tropische temperaturen. Echter, andere studies vinden dat de grootste variabiliteit van de koolstofbalans wordt gezien in wijdverspreide waterbeperkte regio's.

In deze laatste studie het team van onderzoekers paste empirische en procesgebaseerde modellen toe, om lokale gebieden te analyseren, evenals het mondiale oppervlak, en het effect van variaties in temperatuur en waterbeschikbaarheid op de koolstofuitwisseling tussen de atmosfeer en de terrestrische biosfeer.

Het team vond dat lokaal, beschikbaarheid van water is de meest dominante oorzaak van de jaar-op-jaar variabiliteit van zowel de opname van CO2 in planten door fotosynthese, en CO2-afgifte door de ademhaling van planten en microben. Echter, op wereldschaal wordt variabiliteit voornamelijk gedreven door temperatuurschommelingen, bleek uit het onderzoek.

"Wat op het eerste gezicht nogal paradoxaal lijkt, kan worden geïllustreerd door goed te kijken naar de verschillende ruimtelijke en temporele variaties van de biosfeer-atmosfeer interacties", legt Dr. Martin Jung uit, hoofdauteur van de Natuur publicatie. "Er zijn twee compenserende effecten van waterbeschikbaarheid:ten eerste, op lokale schaal, temporele door water aangedreven fotosynthese en ademhalingsvariaties compenseren elkaar."

"In aanvulling, Op wereldwijde schaal, afwijkingen van de waterbeschikbaarheid compenseren ook in de ruimte", voegt Jung toe. "Als het in een deel van de wereld erg droog is, het is vaak erg nat in een andere regio, dus globaal door water gecontroleerde anomalieën in de netto koolstofuitwisseling wegen zwaarder dan in de ruimte."

Naast het licht werpen op eerder tegenstrijdige bevindingen, de uitkomst wijst ook op de noodzaak van een onderzoeksfocus op hoe klimaatvariabelen veranderen tijdens het scannen over verschillende schalen en onder omstandigheden van het broeikaseffect.

"De eenvoudige relatie tussen de temperatuur en de wereldwijde koolstofput op het land moet met voorzichtigheid worden behandeld, en niet worden gebruikt om ecologische processen en langetermijnvoorspellingen af ​​te leiden", voegt Dr. Reichstein toe, hoofd van de afdeling. Met voortdurende opwarming van de aarde, de wetenschappers verwachten dat de veranderende watercyclus de kritische factor zal worden voor de variabiliteit in de wereldwijde koolstofput op het land.

'Compensatoire watereffecten koppelen jaarlijkse wereldwijde veranderingen in CO2-zinkput aan temperatuur' is gepubliceerd in Natuur .