Bomen planten om klimaatverandering tegen te gaan is de laatste tijd een veelbesproken en controversieel idee. Bomen binden koolstofdioxide (CO ₂ ) door fotosynthese en zou daarom dit gas voor een bepaalde tijd uit de atmosfeer kunnen verwijderen. Echter, als de bomen sterven, bijvoorbeeld, of als ze worden gebruikt als brandhout, het broeikasgas keert terug naar de atmosfeer. Verder, biogeofysische veranderingen als gevolg van bebossing kunnen ook gevolgen hebben die de mogelijke voordelen van deze maatregel in twijfel trekken. Deze veronderstelling wordt bevestigd door de laatste simulaties uitgevoerd door Edouard L. Davin, Senior wetenschapper bij het Instituut voor Atmosfeer en Klimaat aan de ETH Zürich, op de Piz Daint-supercomputer in het Swiss National Supercomputing Center (CSCS). Samen met een internationaal team van wetenschappers die deelnemen aan een grootschalige pilotstudie over hoe landgebruik en klimaat elkaar beïnvloeden op verschillende schalen (Land Use and Climate Across Scales Flagship Pilot Study), Davin laat zien dat de herbebossing van noordelijke regio's zelfs kan leiden tot een winterse opwarming.

Verandering in landgebruik beïnvloedt het klimaat

Verandering in landgebruik beïnvloedt, onder andere, het albedo van het aardoppervlak, d.w.z. de hoeveelheid zonnestraling die wordt teruggekaatst naar de atmosfeer. Bijvoorbeeld, een besneeuwde bomenpopulatie op grotere hoogte reflecteert veel minder zonnestraling dan een boomloos landschap met een gesloten sneeuwdek, wat resulteert in een warmere omgeving. Soortgelijke feedbackprocessen kunnen ook optreden in de waterkringloop tussen het aardoppervlak en de atmosfeer wanneer verandering van landgebruik invloed heeft op de transpiratie van planten en de verdamping van water (evapotranspiratie). Zelfs veranderingen in de ruwheid van het aardoppervlak kunnen het klimaat beïnvloeden - hoe gladder een oppervlak is, hoe minder turbulentie er wordt gegenereerd in de lagere atmosfeer.

Tot voor kort, het was moeilijk om de omvang van deze biogeofysische effecten te kwantificeren. Echter, er is steeds meer bewijs dat veranderingen in landgebruik de oorzaak zijn van lokale en regionale klimaatverandering, schrijft Davin's team in hun publicatie, die verscheen in het tijdschrift Earth System Dynamics. De onderzoekers stellen daarom dat de effecten van veranderingen in landgebruik niet alleen in mondiale modellen moeten worden meegenomen, zoals nu het geval is, maar ook in regionale klimaatmodellen.

Verbetering van regionale klimaatsimulaties

Met hun laatste onderzoek hebben ze nu de eerste stap in die richting gezet, die tot doel heeft veranderingen in landgebruik te integreren in regionale klimaatsimulaties in heel Europa. Door modelsimulaties te vergelijken waarin Europa ofwel maximaal bebost is of helemaal geen bossen, ze probeerden de biogeofysische effecten van dergelijke veranderingen in landgebruik op het regionale klimaat te kwantificeren. Voor de simulaties - die de onderzoekers beschrijven als geïdealiseerde experimenten - gebruikten ze voor het eerst een multi-modelbenadering die een ensemble van negen verschillende regionale klimaatmodellen omvatte.

Dit ensemble van simulaties met verschillende combinaties van land- en atmosferische modellen stelde de onderzoekers in staat om de respectieve invloed van atmosferische en landprocessen te vergelijken. Ze ontdekten dat bij maximale bebossing, de simulaties van alle negen modellen laten zien dat temperaturen boven Noord-Europa gemiddeld +0,2° tot +1° Celsius warmer zijn in de winter en het voorjaar dan in een graslandlandschap. Volgens de onderzoekers is dit is het directe gevolg van verminderde zonlichtreflectie (albedo) door bebossing. Voor zomer en herfst, echter, de onderliggende modellen geven een zeer heterogeen beeld, variërend van grootschalige afkoeling tot -2° Celsius tot een opwarming van +2° Celsius na bebossing. De onderzoekers vermoeden dat dit komt doordat de modellen grote verschillen laten zien in de verdampingsreactie op bebossing.

Naaldbomen versus loofbomen

De onzekerheden in de simulaties van de zomer- en herfstmaanden laten de onderzoekers duidelijk zien dat ze hun modellen moeten blijven verbeteren. Echter, ze zijn ervan overtuigd dat ondanks ideale omstandigheden, hun multimodelbenadering zou betere en betrouwbaardere informatie kunnen opleveren voor ruimtelijke ordening dan individuele modellen. "Een ander essentieel aspect waarmee in toekomstig onderzoek rekening moet worden gehouden, is het type bomen dat wordt gebruikt voor bebossing, " zegt Davin, in navolging van een onderzoek dat onlangs is gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten waarbij hij betrokken was. "Bosbouwers geven om economische redenen de voorkeur aan naaldbomen. Maar in veel regio's loofbomen zouden beter aangepast kunnen worden aan een warmer klimaat en meer verkoelend effect hebben."