Afbeelding tegoed: NASA
Met behulp van gegevens van verschillende NASA-satellieten denken wetenschappers dat de dooi van de lente op de noordelijke breedtegraden elk jaar eerder en vroeger aankomt. De kortere winter warmt gebieden op die voorheen permafrost (permanent bevroren) waren, en dit geeft extra koolstofdioxide af in de atmosfeer. Wetenschappers beginnen net te begrijpen welke rol de poolgebieden hebben bij de regulering van het klimaat op aarde.
Wetenschappers van NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL), Pasadena, Californië en de Universiteit van Montana, Missoula, hebben met behulp van een reeks microgolf-teledetectie-instrumenten aan boord van satellieten een recente trend waargenomen van eerder ontdooien over de noordelijke hoge breedtegraden.
Deze regionale ontdooistrend, die sinds 1988 bijna een dag per jaar vordert, heeft het potentieel om de cyclus van atmosferische kooldioxide-inname en -afgifte door vegetatie en bodems in de hele regio te veranderen, mogelijk resulterend in veranderingen in het klimaat op aarde. Het verlengde groeiseizoen lijkt meer koolstofopname door de vegetatie te bevorderen dan in de atmosfeer in de regio wordt vrijgegeven. Hoe lang deze trend zich zal voordoen, hangt af van het feit of de bodem koud en nat blijft.
Onderzoekswetenschappers hebben de dynamiek van bevriezen / ontdooien in Noord-Amerika en de boreale bossen en toendra van Eurazië bestudeerd om effecten op de timing en lengte van het groeiseizoen te ontcijferen. Deze regio's beslaan bijna 30 procent van het wereldwijde landoppervlak. Ze slaan een groot deel van de koolstof op aarde op in vegetatie, in seizoensgebonden bevroren en permafrost bodems. Grote uitgestrekte boreale bossen en toendra worden bedekt door permafrost, een laag permanent bevroren grond die zich onder de actieve, seizoensgebonden ontdooide grond bevindt.
"Bevroren grond kan honderden tot duizenden jaren koolstof opslaan", zegt hoofdauteur Dr. Kyle McDonald van JPL, "maar wanneer de permafrost ontdooit en begint uit te drogen, komt de koolstof weer vrij in de atmosfeer." De zorg is dat uiteindelijk koolstof dat uit de grond vrijkomt, zal prevaleren boven de hoeveelheid die door groeiende planten wordt opgenomen. Het kooldioxidegehalte in de atmosfeer zou versneld toenemen, waardoor de regio nog sterker zou opwarmen en het wereldklimaat zou worden aangetast.
Met behulp van NASA-radars en andere in een baan om de aarde geplaatste teledetectie-instrumenten voor satellietmicrogolven, waaronder de speciale scanmagnetron / imager van de National Oceanic and Atmospheric Administration, kunnen wetenschappers de dynamiek van het groeiseizoen van het wereldwijde boreale bos en de toendra dagelijks volgen. Deze instrumenten detecteren de elektrische eigenschappen van water in het landschap, waardoor wetenschappers precies kunnen bepalen wanneer en waar de dooi in de lente plaatsvindt.
Vanwege de grote omvang en locatie van boreale bossen en toendra en het wereldwijde reservoir van koolstof dat is opgeslagen in hun vegetatie en bodems, is deze regio uiterst gevoelig voor veranderingen in het milieu. Het heeft de capaciteit om het klimaat op aarde dramatisch te beïnvloeden.
"Als er wereldwijde klimaatverandering gaande is, is dit waar je het eerst zou verwachten", zei McDonald.
Zoals het onderzoeksteam opmerkte, geldt dat hoe eerder de dooi in de lente plaatsvindt, hoe langer het groeiseizoen. Deze veranderingen lijken de plantengroei voor de regio te bevorderen. Door het langere groeiseizoen kunnen planten gedurende een langere periode meer kooldioxide uit de atmosfeer verwijderen.
Kooldioxide is een belangrijk broeikasgas dat, als het in de atmosfeer wordt achtergelaten, extra opwarming zou bevorderen. De planten geven zuurstof af en slaan de koolstof op als biomassa die uiteindelijk wordt afgebroken en de koolstof naar de grond overbrengt. Bodemmicroben breken dood plantmateriaal af en brengen een deel van de koolstof in de bodem terug in de atmosfeer. De snelheid waarmee bodemmicroben plantaardig materiaal afbreken en koolstof aan de atmosfeer afgeven, is ook erg temperatuurgevoelig. Het kan mogelijk toenemen bij opwarmingstemperaturen en langere groeiseizoenen.
> Uit deze algemene studie hebben McDonald, Dr. John Kimball van de Universiteit van Montana en Erika Podest van JPL drie verschillende onderzoeken geleid, die elk gericht waren op verschillende merkbare veranderingen in de boreale regio. De resultaten van drie gerelateerde artikelen over dit onderzoek zullen deze week worden gepresenteerd aan de najaarsbijeenkomst van de American Geophysical Union in San Francisco.
Het onderzoek wordt gefinancierd door NASA's Earth Science Enterprise. De Enterprise is toegewijd aan het begrijpen van de aarde als een geïntegreerd systeem en het toepassen van Earth System Science om de voorspelling van klimaat, weer en natuurlijke gevaren te verbeteren met behulp van het unieke uitkijkpunt van de ruimte. Het California Institute of Technology, Pasadena, beheert JPL voor NASA.
Oorspronkelijke bron: NASA News Release
