Los ecosistemas terrestres de la Tierra absorben una gran parte de todas las emisiones de dióxido de carbono producidas por las actividades humanas, ayudando a frenar el calentamiento global. En promedio para un año determinado, las plantas y el suelo absorben, o arreglar, alrededor del 30 por ciento de las emisiones humanas. Pero de un año a otro, ese número puede ser tan alto como el 40 por ciento o tan bajo como el 20 por ciento. Los científicos del clima tienen como objetivo precisar exactamente qué produce esta variabilidad para poder explicarla y crear los modelos más precisos para predecir el clima futuro.

Pero ha habido un debate significativo dentro de la comunidad de modelos climáticos sobre qué causa exactamente esta llamada variabilidad interanual. Un lado sostiene que estos cambios se deben principalmente a las propiedades atmosféricas, como la temperatura y la humedad del aire cerca de la superficie. El otro dice que la humedad del suelo es mucho más importante.

Un nuevo estudio dirigido por Caltech y publicado en la edición del 1 de abril de la revista Naturaleza resuelve este debate, mostrando que la humedad del suelo está en el asiento del conductor en términos de la cantidad de dióxido de carbono que absorben los ecosistemas terrestres. Sin embargo, el estudio también concluye que la cantidad de humedad en el suelo afecta las temperaturas y la humedad cerca de la superficie, lo que a su vez afecta la capacidad de las plantas para fijar carbono.

"La humedad del suelo es el motor, y la temperatura y la humedad son la palanca, "dice Vincent Humphrey, ex becario postdoctoral en Caltech y autor principal del nuevo artículo.

Para analizar la importancia de la humedad del suelo, los investigadores realizaron simulaciones utilizando modelos climáticos que integran completamente lo que se sabe sobre la tierra de la Tierra, océanos y ambiente. Simularon dos mundos diferentes:un planeta de referencia con condiciones terrestres normales, y un mundo hipotético que nunca experimenta extremos en la humedad del suelo, sin sequías ni inundaciones. En la simulación de referencia, vieron la variabilidad esperada en la absorción de carbono por la tierra a lo largo del tiempo. Pero en el caso del mundo hipotético, los cambios de un año a otro básicamente desaparecieron. Cuando los investigadores nunca permitieron una anomalía en la humedad del suelo, Las plantas siempre fijaron aproximadamente el mismo porcentaje de emisiones humanas.

"Aquí tenemos una pistola humeante, ", dice Humphrey." Podemos decir con confianza que la humedad del suelo juega un papel dominante en el cambio de año en año que vemos en la cantidad de carbono absorbido por la tierra ".

Pero los investigadores también se dieron cuenta de que en un mundo hipotético sin sequías ni inundaciones, hubo muchos menos eventos con temperaturas elevadas o humedad reducida que la referencia. Esta, ellos encontraron, se debió a un conjunto de procesos llamados retroalimentaciones tierra-atmósfera, cuando las características de la tierra controlan fuertemente la atmósfera cerca de la superficie de la Tierra.

Para entender esto Humphrey sugiere pensar en una ocasión en la que entraste en un pequeño grupo de árboles en un parque y sentiste que la temperatura bajaba de inmediato. Esto sucede porque los árboles liberan mucha agua a través del proceso evaporativo de transpiración. Esto dirige la energía del sol hacia la vaporización del agua en lugar de dejar que caliente los alrededores. Durante una sequía, cuando no hay tanta agua alrededor para que transpiren las plantas, más de la energía del sol se destina a calentar y secar el aire.

"Nuestros resultados muestran que la humedad del suelo impacta significativamente las temperaturas cercanas a la superficie y la humedad atmosférica debido a estas retroalimentaciones tierra-atmósfera, "dice el coautor del artículo Christian Frankenberg, profesor de ciencias e ingeniería ambientales en Caltech e investigador científico en el Laboratorio de Propulsión a Chorro, que Caltech administra para la NASA. Agrega que el estudio encontró que si el suelo está seco, Los eventos extremos como las olas de calor se vuelven mucho más dañinos porque las plantas no pueden hacer su trabajo de rehumedecer y enfriar la superficie de la tierra. "Si hay suficiente humedad en el suelo disponible, esto amortigua algunos de estos eventos extremos, " él dice.

Los científicos se sorprendieron por la importancia de estas retroalimentaciones tierra-atmósfera en términos de su efecto sobre la absorción global de carbono. Resultó que el impacto directo de los cambios en la humedad del suelo solo representó alrededor de una cuarta parte de la variabilidad interanual. Un sorprendente 75 por ciento vino indirectamente, como producto de cambios de temperatura y humedad del aire. Esto significa que durante las sequías, las plantas no pueden fijar carbono, no tanto porque hay menos agua en el suelo, sino principalmente porque la atmósfera se ha vuelto rápidamente más caliente y seca como resultado de la sequía.

"Esto finalmente reconcilia las diferentes perspectivas que han tenido las personas en nuestro campo, ", dice Humphrey." Hasta que sepa que la humedad del suelo ha influido en la temperatura y es por eso que ve que ambos tienen un efecto, tiene la impresión de que existe un conflicto entre los resultados. Esto finalmente enfría el debate. Todo el mundo tiene razón ".

El nuevo Naturaleza El artículo se titula "La retroalimentación de la humedad del suelo y la atmósfera domina la variabilidad de la absorción de carbono terrestre".