Más plantas y temporadas de crecimiento más largas en las latitudes del norte han convertido partes de Alaska, Canadá y Siberia a tonos más profundos de verde. Algunos estudios traducen este enverdecimiento del Ártico en una mayor absorción mundial de carbono. Pero una nueva investigación muestra que a medida que el clima de la Tierra está cambiando, El aumento de la absorción de carbono por las plantas en el Ártico está siendo compensado por una disminución correspondiente en los trópicos.

"Esta es una nueva mirada a dónde podemos esperar que se dirija la absorción de carbono en el futuro, "dijo el científico Rolf Reichle de la Oficina de Asimilación y Modelado Global (GMAO) en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.

Reichle es uno de los autores de un estudio, publicado el 17 de diciembre en Avances de AGU , que combina observaciones satelitales durante 35 años del Radiómetro Avanzado de Muy Alta Resolución (AVHRR) de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) con modelos de computadora, incluidos los datos de limitación de agua del análisis retrospectivo de la era moderna de la NASA para investigación y aplicaciones, Versión 2 (MERRA-2).

Juntos, Estos proporcionan una estimación más precisa de la "productividad primaria" global, una medida de qué tan bien las plantas convierten el dióxido de carbono y la luz solar en energía y oxígeno a través de la fotosíntesis. para el período de tiempo comprendido entre 1982 y 2016.

Ganancias árticas y pérdidas tropicales

La productividad de las plantas en el gélido paisaje ártico está limitada por los largos períodos de frío. A medida que las temperaturas se calientan, las plantas en estas regiones han podido crecer más densamente y extender su temporada de crecimiento, conduciendo a un aumento general de la actividad fotosintética, y, posteriormente, una mayor absorción de carbono en la región durante un período de 35 años.

Sin embargo, La acumulación de concentraciones de carbono atmosférico ha tenido varios otros efectos ondulantes. Notablemente, a medida que el carbono ha aumentado, las temperaturas globales han aumentado, y la atmósfera en los trópicos (donde la productividad de las plantas está limitada por la disponibilidad de agua) se ha vuelto más seca. Los recientes aumentos en la sequía y la mortalidad de árboles en la selva amazónica son un ejemplo de esto. y la productividad y la absorción de carbono en la tierra cerca del ecuador han disminuido durante el mismo período de tiempo en que se produjo el enverdecimiento del Ártico, anulando cualquier efecto neto sobre la productividad global.

Adición de satélites a modelos de productividad

Las estimaciones de modelos anteriores sugirieron que la creciente productividad de las plantas en el Ártico podría compensar parcialmente las actividades humanas que liberan carbono atmosférico. como la quema de combustibles fósiles. Pero estas estimaciones se basaron en modelos que calculan la productividad de las plantas basándose en el supuesto de que realizan la fotosíntesis (convierten el carbono y la luz) a una tasa de eficiencia determinada.

En realidad, muchos factores pueden afectar la productividad de las plantas. La inclusión de registros satelitales como los de AVHRR proporciona a los científicos mediciones consistentes de la cubierta vegetal fotosintética global, y puede ayudar a dar cuenta de eventos variables como brotes de plagas y deforestación que los modelos anteriores no capturan. Estos pueden afectar la cobertura vegetal y la productividad global.

"Ha habido otros estudios que se centraron en la productividad de las plantas a escala mundial, "dijo Nima Madani del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, (JPL) Pasadena, California, y autor principal del estudio, que también incluye a científicos de la Universidad de Montana. "Pero utilizamos un modelo mejorado de detección remota para tener una mejor percepción de los cambios en la productividad del ecosistema". Este modelo utiliza un algoritmo de eficiencia de uso de luz mejorado, que combina las observaciones de múltiples satélites de la cobertura vegetal fotosintética y variables como la meteorología de superficie.

"Las observaciones satelitales son críticas, especialmente en regiones donde nuestras observaciones de campo son limitadas, y esa es la belleza de los satélites, ", Dijo Madani." Es por eso que estamos tratando de utilizar los datos de teledetección satelital tanto como sea posible en nuestro trabajo ".

Solo recientemente los registros de satélites comenzaron a mostrar estas tendencias emergentes en la productividad cambiante. Según Reichle, "El modelado y las observaciones juntas, what we call data assimilation, is what really is needed." The satellite observations train the models, while the models can help depict Earth system connections such as the opposing productivity trends observed in the Arctic and tropics.

Brown Is the New Green

The satellite data also revealed that water limitations and decline in productivity are not confined to the tropics. Recent observations show that the Arctic's greening trend is weakening, with some regions already experiencing browning.

"I don't expect that we have to wait another 35 years to see water limitations becoming a factor in the Arctic as well, " said Reichle. We can expect that the increasing air temperatures will reduce the carbon uptake capacity in the Arctic and boreal biomes in the future. Madani says Arctic boreal zones in the high latitudes that once contained ecosystems constrained by temperature are now evolving into zones limited by water availability like the tropics.

These ongoing shifts in productivity patterns across the globe could affect numerous plants and animals, altering entire ecosystems. That can impact food sources and habitats for various species, including endangered wildlife, and human populations.

The data produced from this study are publicly accessible at:doi.org/10.3334/ORNLDAAC/1789