Los lagos boreales juegan un papel importante en el ciclo global del carbono. Los lagos pequeños y poco profundos abundan en las áreas del norte, ya menudo son biológicamente activos debido a la carga de materia orgánica de las cuencas de captación. A medida que los microbios degradan la materia orgánica que se ha acumulado en la columna de agua y en los sedimentos del fondo, la concentración de dióxido de carbono en la columna de agua supera el nivel de saturación en muchos lagos, y parte del dióxido de carbono se libera a la atmósfera.

En su tesis en la Universidad de Jyväskylä, M.Sc. Petri Kiuru estudió el ciclo del carbono en los lagos utilizando un modelo basado en procesos que describe la evolución temporal de la distribución de la temperatura y la calidad del agua en un lago. El estudio se centró especialmente en el intercambio de dióxido de carbono entre la columna de agua del lago y la atmósfera. Otro objetivo del estudio fue evaluar el impacto del cambio climático en la dinámica del carbono en los lagos boreales.

Debido a los aumentos de la temperatura del aire y las precipitaciones anuales inducidos por el cambio climático, los lagos boreales se están calentando y la cantidad de carga externa de materia orgánica a los lagos puede aumentar. Los resultados del estudio indicaron que estos factores también pueden aumentar las concentraciones de dióxido de carbono del lago y mejorar la liberación de dióxido de carbono a la atmósfera. Estos aumentos también deben tenerse en cuenta en la estimación de cambios futuros en el ciclo global del carbono.

En el estudio, Kiuru también utilizó simulaciones de modelos para evaluar los efectos de las estimaciones mejoradas del intercambio de dióxido de carbono aire-agua en la determinación de los presupuestos de carbono de los lagos boreales. Mediciones continuas de flujo de dióxido de carbono que se han realizado con nuevos Los métodos avanzados han demostrado que el intercambio de dióxido de carbono entre la columna de agua del lago y la atmósfera se produce más rápido de lo que se había estimado anteriormente. Por eso, también el grado de producción de dióxido de carbono en los lagos y la cantidad de carga externa de carbono, incluida la carga a través de aguas subterráneas, debe evaluarse más de cerca.

Los modelos basados ​​en procesos son herramientas importantes para ilustrar y estudiar los complejos procesos dinámicos en un lago. Permiten a los investigadores construir una descripción completa de un lago y estudiar la interacción entre los diferentes componentes del sistema lacustre. como la capa de hielo; hidrodinámica; térmico, químico, y condiciones biológicas; y carga de captación. El modelo de lago vertical que se desarrolló y aplicó en el estudio se puede utilizar más en la investigación de ecosistemas de agua dulce. La herramienta de modelado se puede aplicar para describir el ciclo del carbono en diferentes lagos tanto en condiciones presentes como futuras, especialmente junto con modelos que simulan procesos hidrológicos y bioquímicos en cuencas de captación de lagos y carga de sustancias de las cuencas.