Grootschalige plantages in woestijngebieden bieden verschillende voordelen. Ten eerste, planten binden koolstofdioxide en helpen zo om koolstof op te slaan. Ten tweede, grote plantages kunnen de gemiddelde temperatuur verlagen en neerslag veroorzaken in droge gebieden. Deze speciale methode van bio-geo-engineering is met name relevant voor de klimaatcrisis, omdat de plantages zo waterschaarste kunnen tegengaan en de uitstoot van broeikasgassen kunnen verminderen. Dr. Oliver Branch en Prof. Dr. Volker Wulfmeyer van de Universiteit van Hohenheim in Stuttgart hebben een nieuwe wereldwijde index ontwikkeld om uit te zoeken waar deze plantages de regenval het meest effectief kunnen verhogen. De bevindingen van de onderzoekers zijn nu gepubliceerd in het gerenommeerde wetenschappelijke tijdschrift Proceedings van de National Academy of Sciences .

Een beetje goed nieuws in een tijd waarin de media vol staan ​​met verhalen over de negatieve menselijke invloed op het aardsysteem:"Grote plantages, bijv. met jojoba-planten, de hoeveelheid zonne-energie die door het aardoppervlak wordt geabsorbeerd aanzienlijk verhogen, " zei Dr Branch, aardsysteemwetenschapper en hoofd van de studie aan de Universiteit van Hohenheim.

"De planten geven dan de meeste energie af aan de omgevingslucht in de vorm van warmte, " verklaarde de onderzoeker. Een warm gebied met lage luchtdruk, zogenaamde thermische hitte-laag, ontwikkelt zich dan boven de woestijn. "Door de drukverschillen in de buurt van de plantages ontstaan ​​opwellingsgebieden die kunnen leiden tot bewolking en neerslag."

Met de plantages, regen kan worden geproduceerd in de woestijn en het regionale klimaat kan positief worden beïnvloed. "Natuurlijk, we kunnen het wereldklimaat alleen veranderen als de CO ₂ opname heeft een wereldwijde impact, " zei prof. Wulfmeyer, die hielpen bij het begeleiden van het project. "Maar zelfs deze stap kan het weer beïnvloeden en het leven in droge en hete gebieden draaglijker maken voor mensen."

Global Feedback Index:Simulaties tonen de meest geschikte gebieden

De sterkte van het effect is afhankelijk van de regio en het seizoen. "Of en hoe goed de vorming van bewolking en neerslag werkt, hangt van veel factoren af, " legde Dr. Branch uit. Bijvoorbeeld, de heersende windsnelheden en atmosferische stabiliteit staan ​​centraal.

Dankzij een nieuwe methode dit kan nu voor het eerst worden gekwantificeerd en specifieke maatregelen voor herbebossing kunnen worden gestart en gevolgd:Oliver Branch ontwikkelde de "Global Feedback Index" op basis van numerieke modelsimulaties. De waarde, tussen 0 en 3, geeft aan hoe goed een gebied geschikt is voor het verbouwen van plantages ten behoeve van neerslagvorming. "Drie is de beste waarde, " zei Dr. Branch. "Gebieden die deze waarde hebben, omvatten delen van het Arabische schiereiland, Namibië, en de Sahara. We plannen verdere simulaties voor deze gebieden."

Op basis van weergegevens van de laatste 40 jaar, de onderzoekers ontwikkelden maandkaarten voor de hele wereld. "Omdat er veel berekeningen nodig zijn om zo'n project te realiseren, we gebruikten de Cray-supercomputer bij de HLRS, het high-performance rekencentrum van de Universiteit van Stuttgart. Daar voeren we simulaties met hoge resolutie uit om de meest geschikte gebieden te vinden, " zei dr. Branch.

Door veel variabelen te gebruiken, de simulaties kunnen betrouwbaar bepalen waar deze methode voor wolken- en neerslagvorming kan werken. De wetenschappers noemen het bio-geo-engineering, een term voor methoden waarmee mensen het klimaat op aarde bewust willen optimaliseren door de biosfeer te beïnvloeden. "Elke woestijn is anders, ", legt Branch uit. "Terwijl een plantage van 100 km x 100 km een ​​groot verschil zou maken en zomerwolken en regen zou produceren in Oman, het effect zou niet zo sterk zijn in Israël, bijvoorbeeld."

Jojoba:één plant - vele voordelen

Ook het type plant is belangrijk. Jojoba-struiken zijn bijzonder geschikt omdat ze grote hoeveelheden CO . binden ₂ tijdens de groei en is bestand tegen hoge temperaturen. Ze dragen daarmee bij aan 'negatieve emissies, " dat is, de terugwinning van CO ₂ uit de atmosfeer. "Op deze manier, de plantages kunnen de effecten van de klimaatcrisis verzachten en tegelijkertijd de verdere ontwikkeling ervan tegengaan, " vatte Dr. Branch samen. Bovendien, deze planten transpireren heel weinig gedurende de dag, dus het thermische warmte-lage effect is bijzonder uitgesproken.

De plantages bieden ook andere voordelen voor de bevolking:"Jojoba, bijvoorbeeld, kan worden gebruikt om een ​​hoogwaardige olie te produceren waar veel vraag naar is op de markt, " aldus Branch. "De struiken kunnen daardoor ook zuinig worden ingezet." Als hernieuwbare grondstof, biomassa uit de centrales kan worden gebruikt voor de productie van energie. "Omdat jojoba een onderhoudsarme plant is, het kan ook goed gedijen in woestijngebieden, " zei Dr. Branch. "Het heeft slechts matige irrigatie nodig, en dat water hoeft niet per se drinkwaterkwaliteit te zijn."

Uit de recente publicatie blijkt dat onderzoekers complexe feedbackprocessen inmiddels voldoende begrijpen om regionaal weer en klimaat kwantitatief te kunnen beïnvloeden. Om deze reden, dit werk van de Universiteit van Hohenheim vertegenwoordigt een nieuwe manier om bio-geo-engineering te gebruiken om een ​​van de meest urgente uitdagingen van onze tijd aan te gaan:het beïnvloeden van het weer en het klimaat ten behoeve van de mensheid.