Door fossiele brandstoffen te verbranden, verhogen mensen snel de hoeveelheid koolstofdioxide in de atmosfeer, wat op zijn beurt de temperatuur op aarde doet stijgen. Maar niet alle CO2 losgelaten van het verbranden van kolen, blijft olie en gas in de lucht. Momenteel wordt ongeveer 25% van de koolstofemissies die door menselijke activiteiten worden geproduceerd door planten geabsorbeerd, en een andere vergelijkbare hoeveelheid komt in de oceaan terecht.
Om te weten hoeveel fossiele brandstoffen we nog kunnen verbranden en gevaarlijke niveaus van klimaatverandering vermijden, moeten we weten hoe deze "koolstofputten" in de toekomst kunnen veranderen. EEN nieuwe studie geleid door Dr. Sun en collega's gepubliceerd in het Amerikaanse tijdschrift Proceedings van de National Academy of Sciences, laat zien dat het land iets meer koolstof zou kunnen opnemen dan we dachten.
Maar het verandert niet significant hoe snel we de koolstofemissies moeten verminderen om gevaarlijke klimaatverandering te voorkomen.
Modellen overschatten CO2
De nieuwe studie schat dat in de afgelopen 110-jaren sommige klimaatmodellen de hoeveelheid CO te veel voorspelden2 dat blijft in de atmosfeer, met ongeveer 16%.
Modellen zijn niet ontworpen om ons te vertellen wat de atmosfeer aan het doen is: dat is waar opmerkingen voor zijn, en ze vertellen ons dat CO2 concentraties in de atmosfeer zijn momenteel meer dan 396-deeltjes per miljoen, of ongeveer 118-deeltjes per miljoen in pre-industriële tijden. Deze atmosferische waarnemingen zijn in feite de meest nauwkeurige metingen van de koolstofcyclus.
Maar modellen, die worden gebruikt om de oorzaken van verandering te begrijpen en de toekomst te verkennen, komen vaak niet perfect overeen met de waarnemingen. In deze nieuwe studie zijn de auteurs mogelijk met een reden gekomen die verklaart waarom sommige modellen CO overschatten2 in de atmosfeer.
Kijkend naar de bladeren
Planten nemen koolstofdioxide uit de lucht, combineren met water en licht, en maak koolhydraten - het proces dat bekend staat als fotosynthese.
Het staat vast dat als CO2 in de atmosfeer neemt toe, de snelheid van fotosynthese neemt toe. Dit staat bekend als de CO2 bevruchtingseffect.
Maar de nieuwe studie laat zien dat modellen misschien niet helemaal kloppen zoals ze de fotosynthese simuleren. De redenen komen neer op hoe CO2 beweegt zich rond in het blad van een plant.
Modellen gebruiken de CO2 concentratie in de bladcellen van een plant, in de zogenaamde sub-stomatale holte, om de gevoeligheid van fotosynthese te verhogen tot toenemende hoeveelheden CO2. Maar dit is niet helemaal correct.
De nieuwe studie laat zien dat CO2 de concentraties zijn eigenlijk lager in de chloroplasten van een plant - de minuscule kamers van een plantencel waar fotosynthese plaatsvindt. Dit komt omdat de CO2 moet door een extra reeks membranen gaan om in de chloroplasten te komen.
Dit betekent dat fotosynthese plaatsvindt bij een lagere CO2 dan modellen aannemen. Maar contra-intuïtief, omdat fotosynthese beter reageert op toenemende CO-niveaus2 bij lagere concentraties verwijderen planten meer CO2 als reactie op toenemende emissies dan modellen laten zien.
Fotosynthese neemt toe als CO2 concentraties nemen toe, maar alleen tot een bepaald punt. Op een gegeven moment zal meer CO2 heeft geen effect op de fotosynthese, die hetzelfde blijft. Het wordt verzadigd.
Maar als de concentraties in een blad lager zijn, is dit verzadigingspunt vertraagd en is de fotosynthesegroei hoger, wat betekent dat meer CO2 wordt geabsorbeerd door de plant.
De nieuwe studie laat zien dat wanneer er verantwoording wordt afgelegd over de kwestie van CO2 diffusiviteit in het blad, het 16% verschil tussen gemodelleerde CO2 in de atmosfeer en de echte waarnemingen verdwijnen.
Het is een geweldig, mooi stuk wetenschap, dat de fijne kneepjes van de bladniveau-structuur verbindt met het functioneren van het aardesysteem. We zullen opnieuw moeten kijken hoe we de fotosynthese modelleren in klimaatmodellen en of er een betere manier bestaat in het licht van de nieuwe bevindingen.
Verandert deze hoeveel CO2 Het land absorbeert?
Deze studie suggereert dat sommige modellen van klimaatmodellen onvoldoende simuleren hoeveel koolstof door planten wordt opgeslagen, en bijgevolg te veel simuleren hoeveel koolstof de atmosfeer binnengaat. De gootsteen kan iets groter zijn - hoewel we nog niet weten hoeveel groter.
Als de gootsteen het beter doet, betekent dit dat we voor een bepaalde klimaatstabilisatie een iets minder CO2-reductie moeten doen.
Maar fotosynthese is een lange, lange weg voordat een echte koolstofput wordt gecreëerd, een die eigenlijk koolstof voor een lange tijd opslaat.
Over 50% van alle CO2 opgenomen door fotosynthese gaat kort daarna terug naar de atmosfeer door middel van plantenademhaling.
Wat overblijft, komt meer dan 90% ook terug in de atmosfeer door microbiële ontbinding in de bodem en verstoringen zoals vuur in de volgende maanden tot jaren - wat blijft, is het land zinken.
Goed nieuws, maar geen tijd voor zelfgenoegzaamheid
De studie is een zeldzaam en welkom stukje mogelijk goed nieuws, maar ze moeten in de juiste context worden geplaatst.
De gootsteen heeft zeer grote onzekerheden, ze zijn goed gekwantificeerd en de redenen zijn veelvoudig.
Sommige modellen suggereren dat het land door de hele eeuw heen meer koolstof zal absorberen, sommigen voorspellen dat het meer koolstof zal opnemen tot een bepaald punt, en sommigen voorspellen dat het land koolstof gaat vrijmaken - een bron en geen gootsteen worden.
De redenen hiervoor zijn veelvoudig en bevatten beperkte informatie over hoe het ontdooien van permafrost grote koolstofreservoirs zal bewerkstelligen, hoe het gebrek aan voedingsstoffen de verdere uitbreiding van de gootsteen kan beperken en hoe vuurregimes onder een warmere wereld kunnen veranderen.
Deze onzekerheden bij elkaar zijn vele malen groter dan het mogelijke effect van het blad-CO2 diffusie. Waar het op neerkomt is dat mensen de volledige controle houden over wat er de komende eeuwen met het klimaatsysteem gebeurt, en wat we met de uitstoot van broeikasgassen doen, zal grotendeels het traject bepalen.
Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation
Lesen Sie hier originele artikel.
Over de auteur
Pep Canadell is onderzoekswetenschapper in het CSIRO Oceans and Atmosphere Flagship en de uitvoerend directeur van het Global Carbon Project, een internationaal onderzoeksproject om de interacties tussen de koolstofcyclus, het klimaat en menselijke activiteiten te bestuderen. Hij richt zich op collaboratief en integratief onderzoek om globale en regionale aspecten van de koolstof- en methaancycli te bestuderen, de omvang en kwetsbaarheid van koolstofatomen op aarde, en routes naar klimaatstabilisatie. Hij publiceert op het gebied van mondiale ecologie en aardingssysteemwetenschappen http://goo.gl/Ys7vdF
Disclosure Statement: Pep Canadell ontvangt financiering van het Australian Climate Change Science Program.
Aanbevolen boek:
The Climate Casino: Risico, onzekerheid en Economie voor een warming wereld
door William D. Nordhaus. (Uitgever: Yale University Press, oktober 2013)
William Nordhaus brengt alle belangrijke kwesties rond het klimaatdebat samen en beschrijft de wetenschap, economie en politiek die daarbij betrokken zijn - en de stappen die nodig zijn om de gevaren van de opwarming van de aarde te verminderen. Gebruikmakend van taal die toegankelijk is voor elke betrokken burger en ervoor zorgend verschillende standpunten eerlijk te presenteren, bespreekt hij het probleem van begin tot eind: vanaf het begin, waar opwarming zijn oorsprong vindt in ons persoonlijk energieverbruik, tot het einde, waar samenlevingen regelgeving of belastingen toepassen. of subsidies om de uitstoot van gassen die verantwoordelijk zijn voor klimaatverandering te vertragen. Nordhaus biedt een nieuwe analyse van waarom eerder beleid, zoals het Protocol van Kyoto, de uitstoot van kooldioxide niet vertraagde, hoe nieuwe benaderingen kunnen slagen en welke beleidsinstrumenten de uitstoot het meest effectief zullen verminderen. Kortom, hij verduidelijkt een bepalend probleem van onze tijd en zet de volgende cruciale stappen uiteen om het traject van de opwarming van de aarde te vertragen.
Klik hier voor meer info en / of om dit boek op Amazon te bestellen.
