Het planten van bomen en het aanvullen van bossen behoren tot de eenvoudigste en meest aansprekende natuurlijke klimaatoplossingen, maar de impact van bomen op de atmosferische temperatuur is complexer dan op het eerste gezicht lijkt.

Een vraag onder wetenschappers is of herbebossing van locaties op de gemiddelde breedtegraad, zoals Noord-Amerika of Europa, de planeet inderdaad heter kan maken. Bossen absorberen grote hoeveelheden zonnestraling als gevolg van een laag albedo, dat is de maat voor het vermogen van een oppervlak om zonlicht te weerkaatsen. In de tropen, lage albedo wordt gecompenseerd door de hogere opname van kooldioxide door de dichte, het hele jaar door vegetatie. Maar in gematigde klimaten, de zorg is dat de ingesloten warmte van de zon het verkoelende effect van bossen zou kunnen tegengaan door koolstofdioxide uit de atmosfeer te verwijderen.

Maar een nieuwe studie van onderzoekers van Princeton University ontdekte dat deze zorgen mogelijk een cruciaal onderdeel over het hoofd zien:wolken. Ze rapporteren in de Proceedings van de National Academy of Sciences dat de dichtere wolkenformaties geassocieerd met beboste gebieden betekenen dat herbebossing waarschijnlijk effectiever zou zijn in het afkoelen van de atmosfeer van de aarde dan eerder werd gedacht.

"Het belangrijkste is dat niemand weet of het planten van bomen op gemiddelde breedtegraden goed of slecht is vanwege het albedo-probleem, " zei corresponderende auteur Amilcare Porporato, Princeton's Thomas J. Wu '94 hoogleraar civiele en milieutechniek en het High Meadows Environmental Institute. "We laten zien dat als je bedenkt dat wolken de neiging hebben zich vaker te vormen boven beboste gebieden, dan is het aanplanten van bomen over grote oppervlakten voordelig en moet het gebeuren voor klimaatdoeleinden."

Zoals iedereen die op een warme dag een wolk over de zon heeft voelen gaan, weet:wolken overdag hebben een verkoelend - zij het van voorbijgaande aard - effect op de aarde. Naast het direct blokkeren van de zon, wolken hebben een hoog albedo, vergelijkbaar met ijs en sneeuw. wolken, echter, zijn notoir moeilijk te bestuderen en zijn grotendeels buiten beschouwing gelaten in veel onderzoeken naar de effectiviteit van natuurlijke mitigatie van klimaatverandering, inclusief herbebossing, aldus Porporato.

Om herbebossing te overwegen in de context van bewolking, Porporato werkte samen met hoofdauteur Sara Cerasoli, een Princeton-afgestudeerde student in civiele en milieutechniek, en Jun Ying, een assistent-professor aan de Nanjing University of Information Science and Technology, die eerder een postdoctoraal onderzoeker was in de onderzoeksgroep van Porporato. Hun werk werd ondersteund door het Carbon Mitigation Initiative, gevestigd in HMEI.

Porporato en Yin rapporteerden eerder dat klimaatmodellen het verkoelende effect van de dagelijkse wolkencyclus onderschatten. Ze meldden vorig jaar ook dat klimaatverandering zou kunnen leiden tot een grotere dagelijkse bewolking in droge gebieden zoals het Amerikaanse zuidwesten, die momenteel ideaal zijn voor de productie van zonne-energie.

Voor de laatste studie, Cerasoli, Porporato en Yin onderzochten de invloed van vegetatie op wolkenvorming in regio's van gemiddelde breedtegraden door satellietgegevens van bewolking van 2001-10 te combineren met modellen die verband houden met de interactie tussen planten en de atmosfeer.

De onderzoekers modelleerden interacties tussen verschillende soorten vegetatie en de atmosferische grenslaag - de laagste laag van de atmosfeer en rechtstreeks in wisselwerking met het aardoppervlak - om te bepalen of wolkenvorming verschillend wordt beïnvloed door het vegetatietype. Ze richtten zich op regio's in de breedtegraad van 30-45 graden, ruwweg van de subtropen tot de hemiboreale zones zoals het noordelijke Midwesten van de Verenigde Staten. Ze beschouwden de effecten van zowel herbebossing - het herstellen van verloren bomen - als bebossing, wat inhoudt dat er bossen worden geplant in gebieden die voorheen boomloos waren, hoewel dit gepaard kan gaan met andere milieukosten.

Het team ontdekte dat voor regio's met een gemiddelde breedtegraad, het verkoelende effect van wolken - in combinatie met dat van koolstofvastlegging - woog zwaarder dan de zonnestraling die beboste gebieden absorbeerden.

De modellen toonden aan dat wolken zich vaker vormen boven beboste gebieden dan boven graslanden en andere gebieden met korte vegetatie, en dat deze versterkte wolkenvorming een verkoelend effect had op de atmosfeer van de aarde. De onderzoekers zagen aan de hand van de satellietgegevens dat wolken zich ook eerder in de middag vormen boven beboste gebieden, wat resulteert in een langere duur van bewolking en meer tijd voor wolken om zonnestraling weg van de aarde te reflecteren.

De bevindingen kunnen helpen bij het ontwikkelen van beleid voor de toewijzing van land voor herbebossing en landbouw - nattere gebieden in de middelhoge breedte, zoals het oosten van de Verenigde Staten of het zuidoosten van China, zijn zeer geschikt voor herbebossing en bebossing, maar zijn ook aantrekkelijk voor de landbouw. Een benadering zou zijn om herbebossing op het midden van de breedtegraad te combineren met de verspreiding van droogtetolerante gewassen voor regio's die minder geschikt zijn voor herbebossing, de studie auteurs gerapporteerd.

Echter, de auteurs dringen erop aan dat we voorzichtig moeten zijn bij het maken van de sprong van wetenschap naar beleid. "We kunnen niet alleen rekening houden met klimaatverandering, maar moet ook rekening houden met andere factoren, zoals biodiversiteit en het feit dat land ook nodig is voor voedselproductie, "Zei Cerasoli. "Toekomstige studies moeten de rol van wolken blijven overwegen, maar moeten zich richten op meer specifieke regio's en rekening houden met hun economieën."

"Het eerste is om de dingen niet erger te maken, " voegde Porporato eraan toe. "Er zijn zoveel dingen verbonden in het aardsysteem. De aard van interacties tussen, bijvoorbeeld, de watercyclus en het klimaat betekenen dat als je één ding verandert, het is erg moeilijk om te voorspellen hoe andere delen van het systeem zullen worden beïnvloed."

De krant, "Cloudkoelingseffecten van bebossing en herbebossing op gemiddelde breedtegraden, " werd op 9 augustus gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences .