Ocena strumieni dwutlenku węgla w Europie
Zmiany klimatu są jednym z największych wyzwań, z jakimi mamy do czynienia w dzisiejszym świecie. W ramach protokołu Kyoto próbowano zająć się tym problemem, usiłując utrzymać gazy cieplarniane na takim poziomie, by nie zakłócać klimatu. Układ ten pozwolił niektórym krajom na częściowe skompensowanie swoich emisji CO2, z uwagi na węgiel nagromadzony w wyniku zmian zagospodarowania terenu oraz zarządzania lasami. Jednakże, by zapewnić działanie takiego systemu, raporty dotyczące źródeł CO2 oraz pochłaniania muszą być przejrzyste i wiarygodne. Projekt asymilacji węgla i modelowania obszaru Europy (CAMELS) został zainicjowany po to, by pomóc krajom europejskim w realizacji ich zobowiązań w ramach umowy z Kyoto. W projekcie CAMELS, w powiązaniu z najnowszymi modelami ekosystemu ziemskiego, wykorzystano istniejące źródła danych o cyklu węglowym, takich jak pomiary CO2 oraz zieloność wegetacji. Wykorzystując podejście Bayesa, do wartości parametrów przypisano zakres niepewności poprzez połączenie obecnych obserwacji z dotychczasową znajomością tych czynników. Przed zastosowaniem do prototypu systemu danych o asymilacji globalnego cyklu węglowego (CCDAS), informacje te wykorzystane zostały do optymalizacji parametrów w skali jednostkowej. System CCDAS oparty został na modelu biosferycznego przenoszenia energii i hydrologii (BETHY). W celu określenia optymalnych wartości dla statusu wody, zmian sezonowych oraz pełnego pokrycia roślinnością, w modelu BETHY wykorzystano informacje przekazywane przez satelity. Model BETHY został ulepszony poprzez powiązanie danych z obserwacji atmosferycznego stężenia CO2, jakie wykorzystano do wyliczenia ograniczeń dla blisko 60 parametrów. Zarówno prototyp CCDAS, jak też zoptymalizowany model BETHY, wykorzystano do wyznaczenia granic niepewności dla strumieni CO2, a następnie przeanalizowano doroczne fluktuacje strumieni CO2. Wyniki wykazały, że zmiany w ziemskich strumieniach CO2 spowodowane były głównie przez południowe oscylacje El Nino podczas redukcji fotosyntezy w rejonach tropikalnych. Niemniej jednak, długoterminowy strumień CO2 netto wykazał duże uwalnianie nad półkulą północną oraz w rejonach tropikalnych. Kompensowało to częściowo wysokie poziomy pozostałego CO2, pochodzącego od zmian w zagospodarowaniu terenu. Naukowcy odkryli, że ziemskie pochłanianie w Europie (za wyjątkiem Rosji), wyniosło około jednej trzeciej emisji pochodzących z paliw kopalnych, pomimo, iż granice niepewności były tej samej wielkości co strumienie. Wyniki podane przez zespół CAMELS wykazały, że zmiany klimatyczne nie zależą od granic międzynarodowych i należy się nimi zająć na poziomie globalnym. Stosownie do tego zaplanowano dalsze badania, by można było opracować system obejmujący wszystkie parametry obserwacji, oraz zapewnić możliwie najlepsze oszacowanie strumieni CO2 w Europie i na świecie.
