Novo método permite avaliar os efeitos diretos do uso humano da terra no ciclo do carbono

Correlações espaciais entre anomalias anuais de variáveis climáticas e carbono da biomassa entre 2000 e 2019. Os mapas globais mostram o coeficiente de correlação de Spearman entre a série temporal de anomalias de carbono da biomassa florestal e a série temporal de anomalias de precipitação (P) e temperatura do ar (T _um ) anomalias. As variáveis climáticas são retiradas de dados de reanálise ERA-5. As anomalias são calculadas eliminando cada variável. O quadro azul escuro denota partes da floresta boreal norte-americana, onde encontramos uma correlação positiva alta (>0,7) entre anomalias de temperatura do ar e anomalias de carbono da biomassa. Crédito:Comunicação da Natureza (2022). DOI:10.1038/s41467-022-32456-0

A vegetação e os solos são os principais sumidouros de carbono em terra, pois atualmente absorvem quase um terço das emissões de dióxido de carbono causadas por seres humanos e, assim, ajudam substancialmente a desacelerar o aquecimento global. Juntamente com a produção de energia e a indústria, o uso da terra contribui substancialmente para o CO antropogênico global₂ emissões.
No entanto, florestas e bosques não sequestram carbono de forma tão confiável quanto se supunha anteriormente:sua função como sumidouro de carbono está sujeita a grandes flutuações anuais e são suscetíveis a várias influências ambientais, mesmo sem atividade humana direta. Isso foi revelado pelos resultados de uma nova abordagem de modelagem desenvolvida por uma equipe da geógrafa da LMU Prof. Julia Pongratz.

De acordo com esses resultados, não apenas atividades humanas diretas como desmatamento ou reflorestamento determinam a eficácia da floresta como sumidouro de carbono. Fatores ambientais naturais, como incêndios florestais e eventos climáticos extremos, e influências antropogênicas indiretas, como aumento do CO atmosférico₂ Além disso, a concentração influencia a quantidade de carbono que pode ser sequestrado por árvores e outras vegetações lenhosas.

Para entender melhor essa dinâmica, Selma Bultan, membro da equipe de Pongratz e principal autora do estudo, desenvolveu uma metodologia que permite aos cientistas distinguir os efeitos diretos do uso humano da terra no CO₂ fluxos de fatores ambientais naturais com base em satélites e outros dados de observação da Terra.

"Integramos dados de observação da Terra em um modelo que simula CO₂ fluxos de uso da terra. Colegas da NASA nos forneceram novos dados globais de vegetação cobrindo os últimos vinte anos”, explica Selma Bultan. O desenvolvimento dessa nova abordagem de modelagem foi possível graças à extensa cobertura espacial e temporal dos dados.

As influências humanas e ambientais no ciclo do carbono podem ser distinguidas

"Nosso estudo aborda o desafio de separar as influências humanas diretas através do uso da terra de efeitos colaterais indiretos e processos naturais", explica Pongratz.

"Essa diferenciação é importante, porque isolar os efeitos antropogênicos diretos mostra o verdadeiro progresso alcançado pelas medidas de proteção do clima. Os efeitos ambientais, por outro lado, indicam a confiabilidade da biosfera em terra absorve e armazena CO₂ da atmosfera. Se alimentarmos constantemente o modelo usado neste estudo com novos dados, isso pode ajudar os cientistas a monitorar o sucesso das medidas de proteção climática, especialmente a implementação de acordos internacionais para reduzir o CO₂ emissões de mudanças no uso da terra, como o desmatamento. Isso facilita uma avaliação objetiva do grau em que os países estão cumprindo suas metas climáticas."

O estudo também aborda a questão de como as mudanças climáticas afetam a capacidade da vegetação de armazenar carbono. "Nossos resultados mostram que o CO₂ afundar em florestas e bosques está sujeito a flutuações anuais mais fortes e responde de forma mais sensível a eventos extremos como secas do que se supunha anteriormente", diz Bultan.

"Graças a essas descobertas, podemos estimar melhor a contribuição potencial do uso da terra para a proteção do clima - por exemplo, por meio do uso de tecnologias para remover ativamente o CO₂ da atmosfera."

Ambos os cientistas da LMU também contribuem para o Global Carbon Project (GCP), um esforço conjunto internacional de pesquisadores, estudando a dinâmica do CO global₂ fluxos, sintetizados em um relatório anual. De acordo com o último relatório, o uso da terra atualmente causa cerca de nove por cento de todo o CO₂ antropogênico emissões. A forma como os humanos lidam com os ecossistemas terrestres é, portanto, também criticamente importante para cumprir as metas climáticas do Acordo de Paris.

Os pesquisadores agora podem recorrer a um extenso banco de dados de imagens de sensoriamento remoto de satélites para integração em modelos baseados em processos para promover nossa compreensão do ciclo global do carbono e monitorar como as mudanças climáticas evoluem e quão bem-sucedidas são as medidas de proteção climática para mitigá-las. "O tempo está do nosso lado:a era dos satélites agora cobre um período de tempo suficientemente longo para nos permitir rastrear as consequências dos desenvolvimentos políticos sobre o desmatamento ou observar a influência de eventos de seca crescentes na vegetação", diz Raphael Ganzenmüller, outro geógrafo da LMU envolvido no estudo.

"Quanto mais dados tivermos - por exemplo, sobre vegetação de pastagem e carbono orgânico no solo - mais precisamente podemos estimar o CO natural e antropogênico₂ fluxos, promovendo nossa compreensão de todo o ciclo do carbono terrestre", diz Selma Bultan.

Uma maior resolução temporal dos dados também pode permitir que os cientistas analisem a influência de eventos extremos de curto prazo, como secas individuais em um único ano. "Nosso estudo revela o potencial de integrar dados de observação em modelos para estimativas mais robustas de CO global₂ fluxos - isso demonstra as possibilidades cada vez maiores abertas pela observação da Terra baseada em satélites."

A pesquisa foi publicada em Nature Communications . + Explorar mais