Modelowanie powierzchni ziemi oraz interakcje atmosferyczne
Zaawansowane modele biosfery ziemskiej wymagają głębszego niż dotychczas zrozumienia procesów zachodzących na powierzchni ziemi. Finansowany ze środków UE projekt JULIA umożliwił zniwelowanie różnicy pomiędzy nauką opartą na obserwacjach a szeroko zakrojonym modelowaniem procesów biosferycznych na poziomie szczegółów, dopasowanym do modelu Ziemi. Spośród obszarów wymagających szczególnej uwagi wybrano dwa następujące: interakcje rośliny-gleba oraz czynniki kontrolujące przepływ wody z korony lasu. Oba te obszary mają znaczący wpływ na zmiany na powierzchni ziemi, produktywność ekosystemów oraz długoterminową sekwestrację dwutlenku węgla. Naukowcy wykorzystali pomiary zmian, cechy charakterystyczne roślin oraz wyniki badań monitoringowych ekosystemów w celu utworzenia naziemnych komputerowych modeli biosfery. Zespół projektu JULIA skupił się zwłaszcza na badaniu roli obiegu azotu w systemie klimatycznym oraz jego wpływie na naturalny obieg węgla. Ponadto naukowcy ocenili wpływ azotu generowanego przez działalność człowieka na zmiany poziomu gazów cieplarnianych na powierzchni ziemi. Badania pokazały, iż konieczne są większe wysiłki na złagodzenie zmian klimatycznych, gdyż możliwości sekwestracji dwutlenku węgla biosfery ziemskiej zostały wcześniej przeszacowane. Ponadto zarządzanie azotem ma również znaczenie w kontrolowaniu zmian w systemie klimatycznym wynikających z działalności człowieka. Wynikiem prac była seria publikacji dotyczących obiegu azotu, modelowania interakcji pomiędzy roślinami i glebą oraz wpływu suszy na koronę drzew. Wyniki zostały włączone do systemu modelowania, który stanowi część międzynarodowej organizacji Global Carbon Project i kieruje dane do Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu oraz piątego sprawozdania oceniającego (AR5) opracowywanego przez ten Zespół. W ramach projektu JULIA opracowano skuteczne narzędzie do dokładniejszego ujęcia ilościowego interakcji w biosferze ziemskiej oraz w systemie klimatycznym w modelach Ziemi, umożliwiając dokładniejsze prognozy przyszłych warunków klimatycznych.
