Penyelidik Kejuruteraan Columbia mendapati bahawa sebaliknya.....

Penyelidik Kejuruteraan Columbia mendapati bahawa sebaliknya, tumbuh-tumbuhan memainkan peranan yang dominan dalam kitaran air bumi dan bahawa tumbuhan akan mengawal dan menguasai peningkatan tekanan yang diletakkan di atas sumber air benua pada masa akan datang. Kajian yang diketuai oleh Pierre Gentine, profesor bumi dan kejuruteraan alam sekitar di Columbia Engineering dan di Institut Bumi, diterbitkan hari ini dalam Prosiding Akademi Sains Kebangsaan.

"Penemuan kami bahawa tumbuh-tumbuhan memainkan peranan penting dalam masa depan dalam tindak balas hidrologi terestrial dan tekanan air sangat penting untuk meramal dengan tepat kekeringan dan sumber air di masa depan," kata Gentine, yang penyelidikannya memberi tumpuan kepada hubungan antara hidrologi dan sains atmosfera, interaksi tanah / atmosfera , dan impaknya terhadap perubahan iklim. "Ini boleh menjadi penukar permainan sebenar untuk memahami perubahan tekanan air benua ke masa hadapan."

Pasukan Gentine adalah yang pertama untuk mengasingkan tindak balas tumbuh-tumbuhan daripada sambutan kompleks pemanasan global yang termasuk pembolehubah seperti kitaran air sebagai evapotranspirasi (air yang disejat dari permukaan, kedua-duanya dari tumbuh-tumbuhan dan tanah kosong) kelembapan tanah, dan larian. Dengan membantutkan tindak balas tumbuh-tumbuhan terhadap peningkatan CO2 global dari tindak balas atmosfera (gas rumah hijau), mereka dapat mengkuantinya dan mendapati bahawa tumbuhan sebenarnya adalah faktor dominan yang menjelaskan tekanan air masa hadapan.

"Tumbuhan adalah benar-benar termostat di dunia," kata Léo Lemordant, pelajar PhD Gentine dan penulis utama kertas itu. "Mereka berada di tengah-tengah air, tenaga, dan kitaran karbon Ketika mereka mengambil karbon dari atmosfera untuk berkembang maju, mereka melepaskan air yang mereka ambil dari tanah. suhu yang kita semua rasa Sekarang kita tahu bahawa terutamanya tumbuh-tumbuhan bukan hanya pemendakan atau suhu, akan memberitahu kita sama ada kita akan hidup lebih kering atau lebih basah. "

Untuk kajian ini, Gentine dan Lemordant mengambil model sistem Bumi dengan permukaan decoupled (fisiologi tumbuhan) dan respon CO2 atmosferik (radiatif) dan menggunakan analisis statistik pelbagai model dari CMIP5, kumpulan eksperimen model iklim yang diselaraskan semasa ditubuhkan sebagai sebuah antarabangsa projek kerjasama untuk Panel Antarabangsa Mengenai Perubahan Iklim. Mereka menggunakan tiga larian: kawalan yang dikendalikan dengan CO2 di peringkat daun dan di atmosfera, satu larian yang hanya tumbuh-tumbuhan bertindak balas terhadap kenaikan CO2, dan larian di mana hanya atmosfera merespon peningkatan CO2.

Keputusan mereka menunjukkan bahawa perubahan dalam pemboleh ubah tekanan air utama telah diubah suai dengan kesan fisiologi tumbuhan sebagai tindak balas kepada kenaikan CO2 pada paras daun, menggambarkan sejauh mana kesan fisiologi akibat peningkatan CO2 atmosfera kitaran air. Tindak balas fisiologi CO2 mempunyai peranan dominan dalam evapotranspirasi dan mempunyai kesan utama ke kelembapan jangka panjang dan kelembapan tanah berbanding dengan perubahan radiasi atau hujan akibat peningkatan CO2 atmosfera.

Kajian ini menyoroti peranan utama tumbuh-tumbuhan dalam mengawal tindak balas hidrologi terestrial masa depan dan menekankan bahawa kitaran karbon dan air kontinental digabungkan dengan tanah dan mesti dikaji sebagai sistem yang saling berkaitan. Ia juga menekankan bahawa ahli hidrologi harus bekerjasama dengan ahli sains dan saintis iklim untuk meramal sumber air yang akan datang.

"Kesan fisiologi biosfera dan interaksi biosfera-atmosfera yang berkaitan adalah kunci untuk meramalkan tekanan air benua masa depan yang diwakili oleh evapotranspirasi, larian jangka panjang, kelembapan tanah, atau indeks kawasan daun," kata Gentine. "Seterusnya, tekanan air tumbuh-tumbuhan sebahagian besarnya mengawal pengambilan karbon darat, dan menekankan lagi bagaimana kitaran karbon dan air masa depan digabungkan supaya tidak dapat dinilai secara berasingan."

Pelan Gentine dan Lemordant untuk terus memecahkan pelbagai kesan fisiologi. "Sambutan tumbuh-tumbuhan itu sendiri memang rumit," kata Gentine, "dan kami mahu menguraikan kesan pertumbuhan biomassa berbanding tindak balas stomatal. Terdapat juga implikasi untuk peristiwa gelombang panas yang melampau yang sedang kami kerjakan."

"Kerja ini menyoroti keperluan penting untuk mengkaji lebih lanjut bagaimana tumbuhan akan bertindak balas terhadap peningkatan karbon dioksida atmosfera," kata James Randerson, profesor sains sistem bumi, University of California, Irvine, yang tidak terlibat dengan kajian itu. "Tumbuhan boleh memberi kesan yang besar terhadap iklim tanah, dan kita perlu memahami dengan lebih baik cara-cara yang mereka akan bertindak balas terhadap karbon dioksida, pemanasan, dan lain-lain bentuk perubahan global."