Warme en droge periodes, zoals deze zomer in Europa, lijken de samenstelling van de atmosfeer te veranderen. Onderzoekers van Wageningen University &Research en NOAA ontdekten 'signaal' in de samenstelling van CO ₂ in de atmosfeer die wordt veroorzaakt door de reactie van de vegetatie op droogte. Op basis van de metingen kunnen nu verschillende klimaatmodellen worden aangepast. De onderzoekers rapporteerden hun bevindingen in Natuur Geowetenschappen op 27 augustus.

In geval van ernstige droogte, planten sluiten hun huidmondjes – minuscule openingen aan de onderkant van de bladeren – zodat ze minder water verliezen aan de warme en droge lucht om hen heen. Door de huidmondjes te sluiten nemen de planten ook veel minder CO op ₂ van de lucht, wat nodig is voor groei en stofwisseling. Wanneer dit op continentale schaal gebeurt, zoals deze zomer in Europa, er wordt veel minder water getranspireerd en CO ₂ wordt geabsorbeerd. Als resultaat, hierdoor verandert de samenstelling van CO₂ in de atmosfeer.

De analyse van de internationale onderzoeksgroep toonde aan dat de droogtereactie van planten meer dan een miljoen vierkante kilometer trof tijdens extreme droogtes in Rusland, Europa en de Verenigde Staten. Sinds enkele decennia is op meer dan vijftig locaties in deze regio's hadden onderzoekers op een gestandaardiseerde manier luchtmonsters verzameld. Deze monsters zijn geanalyseerd in het Earth System Research Laboratory van NOAA in de VS.

Twee soorten CO . meten ₂

Uit de analyse bleek dat de atmosferische samenstelling bij ernstige droogte anders was dan bij reguliere weersomstandigheden. Bij droogte, planten nemen niet alleen minder CO . op ₂ , maar de samenstelling van de CO ₂ dat wordt geabsorbeerd is anders. De onderzoekers keken naar twee isotopen van CO ₂ in de atmosfeer:de lichte variant 12CO ₂ , welke planten het liefst en de iets zwaardere 13CO ₂ . Bij droogte is de voorkeur voor de lichtere variant veel kleiner. Als resultaat, de verhouding tussen 12CO ₂ en 13CO ₂ is anders dan tijdens een normale zomer. Dit grootschalige 'droogtesignaal' is nu voor het eerst in de atmosfeer waargenomen. "Ik zag dat onze metingen afweken van wat klimaatmodellen voorspelden, zegt Erik van Schaik, die deze afwijking twee jaar geleden in de modellen ontdekte en de oorzaken probeerde te begrijpen. "Toen ik vaststelde dat veel andere modellen van de biosfeer dezelfde afwijking vertoonden, dat was een verademing. Het lag niet aan mijn analyse, maar de modellen bleken incompleet."

De klimaatmodellen aanpassen

Hoofdonderzoeker in het onderzoek was prof.dr. Wouter Peters van Wageningen University &Research. Hij schetst de implicaties van de ontdekking:"Het lijkt erop dat veel klimaat- en biosfeermodellen de effecten van droogteperiodes op CO niet nauwkeurig hebben beschreven ₂ absorptie en transpiratie van water. Aanpassing van deze modellen is belangrijk omdat we ervan uitgaan dat droogtes in de toekomst zowel heviger als frequenter zullen zijn."

De onderzoekers gebruikten meer dan 25 duizend luchtmonsters in hun onderzoek, genomen op 53 locaties van over de hele wereld. de CO ₂ in Nederland genomen monsters afkomstig van de recent gefinancierde onderzoeksinfrastructuur Ruisdael, dat is de Nederlandse bijdrage aan het European Integrated Carbon Observing System (ICOS), waarin WUR een actieve partner is. De klimaat- en biosfeermodellen die zijn gebruikt om de uitkomsten van de metingen te vergelijken, maken deel uit van de modelsystemen die IPCC gebruikt om scenario's te maken voor mondiale klimaatontwikkelingen.