O vórtice polar de 2013 e 2014 trouxe o inverno mais frio que muitas partes do Meio-Oeste experimentaram em décadas. Em Dane County, Wisconsin, foi o mais frio em 35 anos.

Por coincidência, naquele mesmo inverno, O estudante de graduação da Universidade de Wisconsin-Madison, Christopher Latimer, estava coletando dados em fragmentos de florestas e bosques em todo o condado. Ele queria saber se essas "ilhas" da floresta criavam seus próprios climas únicos - microclimas - e o que isso poderia significar para pássaros que hibernam, como o chapim-de-bico-preto.

Em um estudo recente na revista Ecografia , Latimer e seu co-autor e conselheiro, Floresta UW – Madison e professor de ecologia da vida selvagem Ben Zuckerberg, mostram que esses refúgios florestais podem significar a diferença entre a vida e a morte para os chapins e seus parentes de pássaros canoros durante o inverno.

"Todas as nossas previsões sobre as mudanças climáticas, desde a mudança de temperatura até a alteração da precipitação, atuam sobre as diferenças de pequena escala no microclima, e podem ser tão grandes quanto o clima global, "Zuckerberg diz.

Por exemplo, Latimer e Zuckerberg descobriram que a variabilidade do microclima era tão alta na área de estudo de 30 milhas - que eles chamam de "gradiente de fragmentação" em reconhecimento da natureza do mosaico das áreas arborizadas no Condado de Dane - que um pássaro que vive em uma parte da área de estudo pode experimentar um clima semelhante ao de Chicago, enquanto outro pode experimentar condições mais parecidas com as encontradas em Minneapolis-Saint Paul, 400 milhas a noroeste.

Geral, eles descobriram que as florestas em elevações ligeiramente mais altas, com mais árvores, e aqueles mais próximos dos centros urbanos, fornecem condições mais quentes para pássaros que tentam sobreviver a invernos frios no sul de Wisconsin. Isso é importante, Latimer e Zuckerberg dizem, porque os chapins devem dobrar a quantidade de energia que gastam para se manter aquecidos quando as temperaturas caem abaixo de menos 18 graus Celsius ou cerca de zero graus Fahrenheit.

Zuckerberg diz que os resultados do estudo podem ajudar os gestores de terras a priorizar os esforços de conservação que protegem e criam mais habitats florestais, particularmente porque as espécies de pássaros mais ao sul migram para o norte em um clima quente.

Para coletar dados, Latimer colocou 68 dispositivos que medem e registram a luz e a temperatura em 12 lotes florestais em todo o condado de Dane. Ele pendurou os sensores em árvores, cerca de 1,5 metros do solo, localizados aleatoriamente em toda a floresta, de modo que estivessem a distâncias variáveis ​​das bordas da floresta. Entre dezembro de 2013 e fevereiro de 2014, os sensores coletaram dados a cada 30 minutos.

Os pesquisadores de Wisconsin também avaliaram a vegetação dentro de cada bosque porque a quantidade de luz - e, portanto, energia na forma de radiação solar - a floresta mantém através da vegetação a cada dia e libera a cada noite pode influenciar a temperatura. Eles estimaram a densidade das árvores, mediu a largura da árvore em torno de cada sensor, e calculou a distância de cada sensor da borda da floresta. A equipe também mediu a elevação relativa do bosque em comparação com um ponto logo além dele, o tamanho de cada pedaço de floresta, e também a distância ao centro urbano mais próximo.

Usando imagens de satélite, Latimer também determinou as características da paisagem ao redor de cada bosque, calculando a porcentagem de terras agrícolas, floresta e superfície impermeável - calçadas, estacionamentos, estradas e outras características de asfalto ou concreto.

“Quando falamos sobre mudanças climáticas, tendemos a pensar no clima na ausência do uso da terra, "Diz Latimer." Mas a paisagem tem influência na magnitude do efeito do clima e pode agravá-lo ou mitigá-lo, impactando os refúgios espaciais e temporais disponíveis para certas espécies. "

Os pesquisadores também compararam seus dados aos coletados em estações meteorológicas locais e previstos por modelos aceitos. As estações meteorológicas geralmente estão localizadas ao ar livre, regiões planas e não capturam necessariamente o que está acontecendo em uma escala menor em áreas mais arborizadas.

"Queríamos saber o quão bem os métodos atuais estão capturando as condições locais, "diz Latimer." Mais da metade da biota terrestre (vida) vive sob as copas das florestas, e as estações meteorológicas padrão não são boas para capturar abaixo do dossel. "

O estudo revelou que as temperaturas dentro dos fragmentos florestais eram consistentemente mais quentes do que os modelos climáticos indicados e, portanto, não refletem microclimas que são biologicamente significativos para algumas espécies. Chickadees pode experimentar uma redução de 40 por cento na sobrevivência em meses com cinco ou mais dias abaixo de menos 18 graus Celsius, seu limite de temperatura de energia para sobrevivência. Enquanto as estações meteorológicas registraram 55 dias cumulativos abaixo dessa temperatura durante o período de estudo, os sensores da ilha da floresta mediram apenas 32 dias.

Fragmentos florestais próximos aos centros urbanos também foram considerados mais quentes, provavelmente devido ao efeito da ilha de calor urbana. Cheio de concreto e asfalto, as temperaturas nas cidades costumam ser mais altas do que nas não urbanas, mais contrapartes com vegetação. Esse, Latimer e Zuckerberg dizem, significa ter áreas naturais dentro e perto das cidades pode fornecer "trampolins" para o sul, pássaros menos adaptados ao frio que sobrevivem aos meses de inverno.

Os pesquisadores ficaram muito surpresos ao descobrir que os bosques em altitudes mais elevadas eram mais quentes, que eles dizem ser provavelmente devido a um fenômeno chamado pooling frio, em que o ar mais frio se instala nas áreas mais baixas.

Um exemplo disso, Latimer diz, pode ser visto no início da primavera em campos de golfe. A grama pode estar nua, mas ainda há neve nas armadilhas de areia porque o ar frio se acumula na concavidade.

Completamente, o estudo mostra que as florestas são importantes para as espécies que buscam refúgio em climas adversos. Florestas fragmentadas, Contudo, são menos eficazes no amortecimento de extremos climáticos, Latimer e Zuckerberg dizem, porque eles vazam energia de suas bordas para as paisagens circundantes. Isso poderia intensificar os custos de energia para chapins e outras espécies invernantes.

Com os novos dados, "os gestores de terras podem monitorar certas espécies em termos de gestão do microclima, "diz Zuckerberg, "e trabalhar para ter menos fragmentação, vegetação diferente, ou localize refúgios ou parques em locais que promovam a sobrevivência das espécies. "