science >> Wetenschap >  >> Natuur

Bergvegetatie droogt alpenwaterstromen uit

Het is een paradox:terwijl beken opdrogen in hete zomers, de vegetatie op middelgrote en grote hoogte is weelderig en groen. Krediet:iStock/gkuna

ETH-onderzoekers bevestigen de paradox:in plaats van te verwelken tijdens droogte, planten op grotere hoogte gedijen absoluut, als een studie die net in het tijdschrift is gepubliceerd Natuur Klimaatverandering shows.

Tot nu, wetenschappers gingen ervan uit dat de meeste planten waterstress hebben tijdens droogte:ze sluiten hun huidmondjes om water vast te houden, stoppen met groeien en, in het slechtste geval, verdorren. Als resultaat, er is een afname van verdamping en transpiratie van water uit vegetatie, bodem- en wateroppervlakken - een proces dat experts verdamping noemen. "Maar ondanks droge en warme omstandigheden, droogtes komen niet voor op grotere hoogten in, zeggen, beboste berggebieden, " zegt Simone Fatichi, senior assistent bij het ETH Zürich Institute of Environmental Engineering.

Analyses van waarnemingen en computermodelsimulaties van de hittegolf van de zomer van 2003 (en recente hete en droge zomers) geven aan dat, tijdens droogte, bergbossen en graslanden op grotere hoogte brengen nog meer water in de lucht dan in "normale" groeiperiodes met gemiddelde temperaturen en voldoende neerslag.

Dit komt omdat warmte en overvloedige zonneschijn de groei van vegetatie bevorderen. Maar op het zelfde moment, de vegetatie heeft een hogere stofwisseling, en dus zuigt het in wezen elke laatste druppel water uit de grond om te groeien. Om die reden, verdamping was veel groter dan verwacht op grotere hoogte tijdens de onderzochte droogtes.

Groen water overheerst in droge en warme zomers

Fatichi en zijn collega's hebben dit fenomeen nu voor het eerst in grote gebieden in de Europese Alpen onderzocht, met behulp van een computermodel. Hierdoor konden ze het aandeel "groen" water kwantificeren, d.w.z. water dat de lucht bereikt door verdamping, in verhouding tot dat van "blauw" water, het water dat in stromen stroomt, rivieren en meren.

In een gemiddelde zomer minder water verdampt door vegetatie; in een hete zomer vergezeld van droge omstandigheden, het tegenovergestelde is waar, die het gebrek aan water in beken versterkt. Krediet:Michael Stünzi / ETH Zürich

De onderzoekers vulden hun model met gegevens die bij meer dan 1 waren geregistreerd. 200 stations in het hele Alpengebied die meten, onder andere, meteorologische parameters en rivierafvoer.

Op basis van hun simulatie, Fatichi en zijn promovendus Theodoros Mastrotheodoros berekenden dat in beboste berggebieden 1, 300–3, 000 meter boven zeeniveau, Tijdens de hittegolf van 2003 was de verdamping in grote delen van de Alpen bovengemiddeld.

Die zomer, De alpiene waterfluxen waren gemiddeld slechts de helft van hun gebruikelijke volume en, volgens de berekeningen van de ETH-onderzoekers, een derde van dit afvoertekort was toe te schrijven aan verdamping. Fatichi benadrukt dat "het daarom de vegetatie op deze hoogte was die een belangrijke rol speelde bij het droogleggen van de halfdroge rivieren en beken."

Opwarming van de aarde versterkt verdamping

Als onderdeel van hun onderzoek hebben de onderzoekers simuleerden ook een temperatuurstijging van 3 graden in het Alpengebied - een scenario dat tegen het einde van deze eeuw werkelijkheid zou kunnen worden en dat de jaarlijkse verdampingssnelheden met maar liefst 6 procent zou kunnen verhogen. Wat de neerslag betreft, de hoeveelheid verdampt water zou vergelijkbaar zijn met een jaarlijkse afname in de Alpen van gemiddeld 45 liter per vierkante meter, wat overeenkomt met 3-4 procent van de jaarlijkse neerslag. Dit merkt op dat op jaarschaal - in tegenstelling tot warme zomers - neerslag en de veranderingen daarvan verreweg de belangrijkste factoren zijn die de afvoervolumes bepalen.

Als resultaat, de afvoervolumes in rivieren en beken zullen in de toekomst nog meer onder druk komen te staan. "Naarmate de zomers warmer en droger worden, we zullen een verschuiving zien naar meer groen en minder blauw water, ", zegt Fatichi. Op de lange termijn, hierdoor komt de watervoorziening naar de lager gelegen gebieden in en rond de Alpen in gevaar, hij legt uit.

Verschillende factoren spelen een rol in dit scenario:de opwarming van de aarde zal naar verwachting leiden tot een algemene vermindering van neerslag, gletsjers zullen afnemen en in droge en warme zomers, verdamping zal het probleem van lagere afvoervolumes versterken. Dergelijke omstandigheden zouden enige twijfel kunnen doen rijzen over de rol van de Alpen als de "watertorens van Europa". Vier van Europa's grote rivieren, de Rijn, Rhône, Inn en Po, ontstaan ​​in de Alpen. Samen, ze voorzien zo'n 170 miljoen mensen van water en spelen een cruciale rol in de energieopwekking en de landbouw. Een groot deel van Europa is dus afhankelijk van het blauwe water uit de Alpen, waardoor Fatichi de vraag stelde, "Kunnen we het ons echt veroorloven om de volumes van dit water te laten afnemen?"