Wpływ wilgotności gleby na prognozy dotyczące zmiany klimatu
Interakcje między glebą i klimatem, na które wpływa wilgotność gleby i roślinność, odgrywają kluczową rolę w systemie klimatycznym, szczególnie jeśli chodzi o występowanie zjawisk ekstremalnych, takich jak susze i fale upałów. Są one jednak niedostatecznie zdefiniowane w obecnych modelach systemu ziemskiego, co prowadzi do dużej niepewności prognoz klimatycznych. Niepewność ta ma wpływ na jakość i dokładność prognoz dotyczących temperatury, dostępności wody i stężenia węgla, a także rolnictwa, ekosystemów i zdrowia. W ostatnich latach coraz powszechniej dostępne stają się zbiory danych gromadzonych in situ i za pomocą teledetekcji, dotyczących wilgotności gleby, ewapotranspiracji, energii i strumieni węgla, co oznacza, że istnieje niewykorzystany potencjał w zakresie zmniejszenia niepewności związanych z obecnymi modelami klimatycznymi. W finansowanym przez UE projekcie DROUGHT-HEAT wykorzystano te nowe źródła informacji w celu opracowania diagnostyki opartej na obserwacjach, aby określić ilościowo i wyodrębnić rolę interakcji pomiędzy lądem a klimatem w przeszłych ekstremalnych zdarzeniach oraz stworzyć „atlas diagnostyczny”. Uczeni ocenili także i ulepszyli obecne modele systemu ziemskiego oraz określili prognozy dotyczące zmiany klimatu, wykorzystując w tym celu uzyskane dane diagnostyczne. Naukowcy zastosowali tę nową wiedzę dotyczącą roli ekstremalnych zjawisk klimatycznych do procesów lądowych i ich łagodzenia poprzez geoinżynierię.
Modele komputerowe
Naukowcy zaobserwowali niemal liniowe skalowanie przewidywanych regionalnych zmian ekstremalnej temperatury i opadów wraz ze zmianami dotyczącymi globalnego ocieplenia, co pozwala im przewidywać regionalną reakcję ekstremalnych zjawisk na różne poziomy globalnego ocieplenia. „Jest to szczególnie ważne w kontekście porozumienia paryskiego, które zakłada ograniczenie globalnego ocieplenia znacznie poniżej 2 °C, a jeśli to możliwe, do 1,5 °C”, mówi koordynatorka projektu Sonia Seneviratne. Naukowcy dokonali też obserwacyjnej diagnostyki skutków suszy i wykorzystali ją do określenia przewidywanych zmian dotyczących ekstremalnych upałów w Europie Środkowej. „Pozwoliło to na znacznie dokładniejsze oszacowanie wielkości tych zmian w kontekście globalnego ocieplenia, wskazując na niemal dwukrotnie większą reakcję w porównaniu z globalną średnią temperaturą (tj. wzrost o około 7 °C, jeśli globalne ocieplenie wyniesie 4 °C)”, wyjaśnia Seneviratne. Ponadto, partnerzy projektu zidentyfikowali obserwowane globalne sprzężenie zwrotne między suszami a obiegiem węgla, które jest jednak zdecydowanie niedoszacowane w najnowszych modelach klimatycznych. Seneviratne tłumaczy: „W latach, w których kontynenty są znacznie bardziej suche niż zwykle, można zaobserwować dodatkowy wzrost stężenia CO2 w atmosferze, najprawdopodobniej wynikający ze zmniejszonego pochłaniania przez roślinność i zwiększonych strat związanych z pożarami lasów”.
Większa dokładność
Wyniki projektu DROUGHT-HEAT pozwolą zatem naukowcom na dokładniejsze oszacowanie prognozowanych zmian w zakresie fal upałów i susz. W szczególności mogą przyczynić się do zmniejszenia niepewności przewidywań dotyczących zmian w zakresie ekstremalnych upałów w Europie. Badacze stwierdzili jednak także systematyczne odchylenia w modelach klimatycznych, związane z reprezentacją wpływu suszy na obieg węgla. Skutki te są również istotne dla globalnego obiegu węgla i globalnego ocieplenia. W związku z tym projekt przyniesie korzyści decydentom, naukowcom i popularyzatorom nauki, negocjatorom w zakresie klimatu oraz ogółowi społeczeństwa. „Wyniki naszych analiz zostały wykorzystany przy opracowaniu specjalnego sprawozdania Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu na temat globalnego ocieplenia wynoszącego 1,5 °C”, mówi Seneviratne.
Słowa kluczowe
DROUGHT-HEAT, susza, globalne ocieplenie, CO2, wilgotność gleby, model systemu ziemskiego, porozumienie paryskie
