Le piante assorbono gran parte dell'acqua che cade sulla Terra. Prendono ciò di cui hanno bisogno prima di rilasciarlo attraverso piccoli fori nella parte inferiore delle foglie, proprio come le persone rilasciano vapore acqueo ad ogni espirazione.

Quanto beve una pianta e la velocità con cui rilascia acqua, o traspare, dipende in parte dai livelli di umidità nell'aria e nel suolo. Il riscaldamento globale sposterà questo processo più di quanto precedentemente previsto, secondo una nuova ricerca della Stanford University.

Pubblicato il 1 giugno in Cambiamenti climatici naturali , il documento mostra che gli attuali modelli climatici sottovalutano quanto severamente le piante razionino il loro consumo di acqua in risposta all'aria secca, e sopravvalutare l'effetto del suolo secco. I risultati suggeriscono che le piante in molte regioni bloccheranno meno acqua del previsto durante i periodi di siccità calda in futuro, lasciando più acqua disponibile per filtrare nei serbatoi, falde acquifere sotterranee, fiumi, laghi e torrenti.

"Questa è una buona notizia, " ha detto la coautrice dello studio Alexandra Konings, un assistente professore di scienze del sistema terrestre presso la Stanford's School of Earth, Scienze energetiche e ambientali (Stanford Earth). Eppure c'è anche un lato oscuro nei risultati:mentre le risorse idriche possono essere meno ridotte, la crescita delle piante e l'assorbimento di carbonio probabilmente soffriranno più di quanto previsto dalla maggior parte dei modelli.

"Se le piante se la caveranno meglio in future siccità è una questione più complessa, ", ha affermato l'autore principale Yanlan Liu, uno studioso postdottorato nel laboratorio di Konings. "Ma ora sappiamo che le piante utilizzeranno meno acqua del previsto".

Per le colture agricole, ciò significa le migliori stime disponibili del fabbisogno idrico futuro, crescita e vulnerabilità sono "probabilmente scorrette" durante i periodi in cui l'atmosfera è molto secca, ha detto un altro degli autori dello studio, Mukesh Kumar, che è professore associato di diritto civile, ingegneria edile e ambientale presso l'Università dell'Alabama.

Secchezza atmosferica che va 'attraverso il tetto'

Gli scienziati hanno esaminato specificamente un componente dei modelli climatici che stima l'evapotraspirazione, che si riferisce alla velocità con cui la superficie terrestre e le piante restituiscono acqua all'atmosfera. "Gran parte del bilancio idrico in un dato ecosistema va all'evapotraspirazione, ha implicazioni su quanta acqua rimane per le risorse idriche per le persone, " Konings ha detto. "Ha anche grandi effetti sul tempo e sul clima".

Un approccio di modellizzazione comune tratta questo processo dinamico più o meno in funzione dell'umidità del suolo. "Non è realistico perché la vegetazione risponde alla siccità in base alla quantità di acqua all'interno delle foglie, " ha detto Koning.

Pochi modelli climatici cercano di districare gli effetti del suolo secco e dell'aria secca quando prevedono cambiamenti nell'evapotraspirazione. "I modelli in uso in questo momento funzionano davvero bene se si calcola la media delle condizioni di bagnato e asciutto su più anni, ma non in tempi di siccità, " ha detto Konings, che è anche un compagno di centro, per cortesia, allo Stanford Woods Institute for the Environment.

Questo groviglio diventa sempre più problematico sotto il cambiamento climatico. In alcuni punti caldi del mondo, episodi di caldo pericolosamente umido colpiscono con crescente gravità e frequenza. Ma con l'aumento delle temperature, Konings ha detto, la maggior parte dei periodi di siccità sarà accompagnata da aria relativamente secca. L'aria più calda può semplicemente trattenere più vapore acqueo rispetto all'aria più fredda, il che significa che l'atmosfera diventa meno satura se si riscalda senza acqua aggiuntiva. Di conseguenza, mentre i futuri cambiamenti nell'umidità del suolo sono difficili da prevedere e possono variare in base alla regione, lei disse, "La siccità atmosferica sta per andare alle stelle".

Introdurre l'idraulica

I ricercatori hanno modellato l'effetto di questa essiccazione sulle abitudini di consumo delle piante ingrandendo le risposte nel sistema idraulico della pianta:i tubi e le valvole all'interno delle radici di una pianta, fusto e foglie. Hanno sviluppato tecniche matematiche per derivare i tassi di evapotraspirazione da una combinazione di set di dati ampiamente disponibili, comprese le registrazioni della tessitura del suolo, altezze del baldacchino, tipi di piante e flussi di carbonio e vapore acqueo in 40 siti in tutto il mondo. Quindi hanno confrontato le loro tecniche con misurazioni limitate dell'evapotraspirazione nel mondo reale.

Lo sviluppo di un modello idraulico, in se stesso, non è il primo. Ma i ricercatori sono andati oltre, confrontare i diversi approcci del modello per comprendere l'impatto dell'idraulica dell'impianto in varie condizioni.

Hanno scoperto che gli approcci più utilizzati per stimare l'evapotraspirazione mancano di circa il 40% dell'effetto dell'aria secca. Questo è come una previsione del tempo che non menziona il vento gelido o l'umidità soffocante. L'effetto è più forte, e le previsioni attuali sono le più sbagliate, nei luoghi in cui le piante sono meno adatte alla siccità. Konings ha detto, "Siamo rimasti sorpresi che questo abbia avuto un effetto così grande".