I ricercatori dell'ETH hanno dimostrato che durante gli anni più secchi, la concentrazione di anidride carbonica nell'atmosfera aumenta più velocemente perché gli ecosistemi stressati assorbono meno carbonio. Questo effetto globale è così forte che deve essere integrato nella prossima generazione di modelli climatici.

Gli ecosistemi terrestri assorbono in media il 30% della CO . antropogenica ₂ emissioni, mitigando così l'aumento di CO ₂ concentrazione nell'atmosfera. Ma le piante hanno bisogno di acqua per crescere. Quando si verifica una siccità e i terreni si seccano, le piante riducono la fotosintesi e la respirazione per conservare l'acqua e preservare i tessuti. Come conseguenza, non sono più in grado di catturare l'anidride carbonica dall'aria circostante. Sebbene questo effetto possa essere facilmente osservato in laboratorio, misurare il suo impatto sull'intero pianeta si è rivelato piuttosto difficile. Una delle sfide più grandi è stata quella di misurare dove e con quale frequenza si verificano siccità a livello globale. In un nuovo studio, Vincent Humphrey, ricercatore climatico nel laboratorio di Sonia Seneviratne, Professore di Dinamica Terra-Clima all'ETH di Zurigo, ha utilizzato una tecnologia satellitare innovativa per misurare la sensibilità globale degli ecosistemi allo stress idrico. Lo studio è stato condotto in collaborazione con il Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (Francia) e l'Università di Exeter (Regno Unito).

Utilizzo dei satelliti per misurare la siccità

Le piante di solito sono in grado di accedere all'acqua in profondità nel terreno attraverso le loro radici. Però, i satelliti convenzionali vedono solo ciò che accade in superficie e non possono misurare quanta acqua è disponibile nel sottosuolo. Negli ultimi anni, un nuovo tipo di missione satellitare è stato utilizzato per misurare cambiamenti estremamente piccoli nel campo gravitazionale terrestre. È stato scoperto che alcune piccole perturbazioni del campo gravitazionale sono causate da cambiamenti nell'accumulo di acqua. Quando c'è una grave siccità in una determinata regione, c'è meno massa d'acqua e la gravità è di conseguenza leggermente più debole in quella regione. Tali variazioni sono così piccole da essere impercettibili per l'uomo. Ma misurandoli con i satelliti, gli scienziati sono in grado di stimare i cambiamenti su larga scala nello stoccaggio dell'acqua con una precisione di circa quattro centimetri in tutto il pianeta.

Utilizzando queste nuove osservazioni satellitari di stoccaggio dell'acqua, Vincent Humphrey ei suoi colleghi sono stati in grado di misurare l'impatto complessivo della siccità sulla fotosintesi e sulla respirazione dell'ecosistema. Hanno confrontato i cambiamenti di anno in anno nella massa d'acqua totale in tutti i continenti con le misurazioni globali di CO ₂ aumento dell'atmosfera. Hanno scoperto che durante gli anni più secchi, come il 2015, gli ecosistemi naturali hanno rimosso circa il 30% in meno di carbonio dall'atmosfera rispetto a un anno normale. Di conseguenza, la concentrazione di CO ₂ nell'atmosfera è aumentato più rapidamente nel 2015 rispetto agli anni normali. All'altra estremità della scala, durante l'anno più piovoso mai registrato nel 2011, CO ₂ le concentrazioni sono aumentate a un ritmo molto più lento a causa della vegetazione sana. Questi risultati ci aiutano a capire perché la CO . atmosferica ₂ la crescita può variare molto da un anno all'altro, anche se CO ₂ le emissioni delle attività umane sono relativamente stabili.

Fondamentale per il monitoraggio delle emissioni

Durante il secolo scorso, la concentrazione di CO ₂ nell'atmosfera è in costante aumento a causa delle attività umane. "Ora che la maggior parte dei paesi del mondo ha deciso di limitare le emissioni di CO ₂ emissioni, stiamo affrontando la sfida del monitoraggio della CO . umana ₂ emissioni a un livello di precisione mai visto prima, " afferma Vincent Humphrey. Per valutare con precisione l'impatto delle politiche climatiche, i ricercatori devono prima sviluppare modelli di vegetazione in grado di quantificare e prevedere le perturbazioni introdotte ogni anno dagli ecosistemi naturali. "Grazie ai nostri nuovi risultati, ora possiamo dimostrare che gli effetti della siccità sono più forti di quanto finora stimato dai modelli di vegetazione, " dice Sonia Seneviratne. Alla fine, queste osservazioni saranno integrate nella prossima generazione di modelli. Dovrebbero migliorare la capacità di tracciare la CO ₂ emissioni e verificare che soddisfino gli obiettivi fissati negli accordi internazionali sul clima.