As emissões globais de carbono atingiram um recorde em 2018, aumentando em cerca de 3,4 por cento apenas nos EUA. Essa tendência está fazendo com que os cientistas, funcionários do governo, e líderes da indústria mais preocupados do que nunca com o futuro de nosso planeta. Como disse o Secretário-Geral das Nações Unidas, António Guterres, na abertura da 24ª conferência anual da ONU sobre o clima em 3 de dezembro, "Estamos com sérios problemas com a mudança climática."

Um estudo de engenharia da Columbia, publicado hoje em Natureza , confirma a urgência de enfrentar as alterações climáticas. Embora seja sabido que eventos climáticos extremos podem afetar a variabilidade ano a ano na absorção de carbono, e alguns pesquisadores sugeriram que pode haver efeitos de longo prazo, este novo estudo é o primeiro a realmente quantificar os efeitos ao longo do século 21 e demonstra que anos mais úmidos do que o normal não compensam as perdas na absorção de carbono durante anos mais secos do que o normal, causados ​​por eventos como secas ou ondas de calor.

Emissões antropogênicas de CO2 - emissões causadas por atividades humanas - estão aumentando a concentração de CO2 na atmosfera da Terra e produzindo mudanças não naturais no sistema climático do planeta. Os efeitos dessas emissões no aquecimento global estão sendo apenas parcialmente atenuados pela terra e pelo oceano. Atualmente, o oceano e a biosfera terrestre (florestas, savanas, etc.) estão absorvendo cerca de 50% dessas liberações - explicando o branqueamento dos recifes de coral e a acidificação do oceano, bem como o aumento do armazenamento de carbono em nossas florestas.

"Não está claro, Contudo, se a terra pode continuar a absorver emissões antrópicas nas taxas atuais, "diz Pierre Gentine, professor associado de engenharia ambiental e terrestre e afiliado ao Earth Institute, quem conduziu o estudo. "Se a terra atingir uma taxa máxima de absorção de carbono, o aquecimento global pode acelerar, com consequências importantes para as pessoas e o meio ambiente. Isso significa que todos nós realmente precisamos agir agora para evitar consequências maiores das mudanças climáticas. "

Trabalhando com seu Ph.D. estudante Julia Green, Gentine queria entender como a variabilidade no ciclo hidrológico (secas e inundações, e tendências de secagem de longo prazo) estava afetando a capacidade dos continentes de reter algumas das emissões de CO2. A pesquisa é particularmente oportuna, pois os cientistas do clima previram que os eventos extremos provavelmente aumentarão em frequência e intensidade no futuro, alguns dos quais já estamos testemunhando hoje, e que também haverá uma mudança nos padrões de chuva que provavelmente afetará a capacidade da vegetação da Terra de absorver carbono.

Para definir a quantidade de carbono armazenado na vegetação e no solo, Gentine e Green analisaram a produtividade líquida do bioma (NBP), definido pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas como o ganho líquido ou perda de carbono de uma região, igual à produção líquida do ecossistema menos o carbono perdido por distúrbios como um incêndio florestal ou uma colheita florestal.

Os pesquisadores usaram dados de quatro modelos de sistema terrestre dos experimentos GLACE-CMIP5 (Global Land Atmosphere Coupling Experiment - Coupled Model Intercomparison Project), realizar uma série de experimentos para isolar reduções no NBP que são devidas estritamente a mudanças na umidade do solo. Eles foram capazes de isolar os efeitos das mudanças nas tendências de umidade do solo a longo prazo (ou seja, secagem), bem como a variabilidade de curto prazo (ou seja, os efeitos de eventos extremos, como inundações e secas) na capacidade da terra de absorver carbono.

“Vimos que o valor do NBP, neste caso, um ganho líquido de carbono na superfície da terra, seria quase duas vezes mais alto se não fosse por essas mudanças (variabilidade e tendência) na umidade do solo, "diz Green, o autor principal do artigo. "Este é um grande negócio! Se a umidade do solo continuar a reduzir o NBP na taxa atual, e a taxa de absorção de carbono pela terra começa a diminuir em meados deste século - como encontramos nos modelos - poderíamos potencialmente ver um grande aumento na concentração de CO2 atmosférico e um aumento correspondente nos efeitos do aquecimento global e das Alterações Climáticas."

Gentine e Green observam que a variabilidade da umidade do solo reduz notavelmente o atual sumidouro de carbono da terra, e seus resultados mostram que tanto a variabilidade quanto as tendências de secagem a reduzem no futuro. Ao quantificar a importância crítica da variabilidade da água do solo para o ciclo do carbono terrestre, e a redução na absorção de carbono devido aos efeitos dessas mudanças na umidade do solo, os resultados do estudo destacam a necessidade de implementar uma modelagem aprimorada da resposta da vegetação ao estresse hídrico e ao acoplamento terra-atmosfera nos modelos do sistema terrestre para restringir o fluxo de carbono terrestre futuro e prever melhor o clima futuro.

"Essencialmente, se não houvesse secas e ondas de calor, se não houvesse qualquer secagem de longo prazo no próximo século, então os continentes seriam capazes de armazenar quase duas vezes mais carbono do que agora, "diz Gentine." Como a umidade do solo desempenha um papel tão importante no ciclo do carbono, na capacidade da terra de absorver carbono, é essencial que os processos relacionados à sua representação em modelos se tornem uma prioridade de pesquisa. "

Ainda há muita incerteza sobre como as plantas respondem ao estresse hídrico, e assim Green e Gentine continuarão seu trabalho na melhoria das representações da resposta da vegetação às mudanças de umidade do solo. Eles agora estão se concentrando nos trópicos, uma região com muitas incógnitas, e o maior sumidouro de carbono terrestre, para determinar como a atividade da vegetação está sendo controlada pelas mudanças na umidade do solo e também pela secura atmosférica. Essas descobertas fornecerão orientação sobre como melhorar a representação do estresse hídrico das plantas nos trópicos.

"Este estudo é altamente valioso, pois mostra como a água é importante para a absorção de carbono pela biosfera, "diz Chris Schwalm, um cientista associado do Woods Hole Research Center e um especialista em mudanças ambientais globais, sensibilidade ao ciclo do carbono e estruturas de modelagem que não estavam envolvidas no estudo. "Ele também expõe aspectos subdesenvolvidos da modelagem do sistema terrestre, como processos relacionados ao estresse hídrico da vegetação e umidade do solo, que pode ser direcionado durante o desenvolvimento do modelo para uma melhor capacidade de previsão no contexto da mudança ambiental global. "