دی‌اکسیدکربن بیشتر، ابر کمتر

یوردی ویلا از دانشگاه واگِنینگن هلند می‌گوید: ما می‌خواستیم بدانیم افزایش قابل پیش‌بینی دی‌اکسیدکربن، چگونه می‌تواند بر تشکیل ابرها در مناطق معتدل آب و هوایی تاثیر بگذارد و کدام قسمت از پوشش گیاهی منطقه در این فرآیند اثرگذار است.

او با همکاری متخصصان هواشناسی، شیمی و ژئو فیزیک موسسه ماکس پلانگ برای اولین بار از یک مدل کامپیوتری استفاده کردند که در محاسباتش نقش خاک، چرخه آب، فرآیندهای رشد گیاهی منطقه و عوامل جوی را منظور می‌کرد. نتایج بررسی توسط این مدل نشان می‌داد چگونه تلاطم فرآیندهای متغیر روزانه و محلی می‌توانند نقش پررنگ و موثری در آب و هوای منطقه داشته باشند. دانشمندان برای تجزیه و تحلیل‌های لازم سه سناریو را شبیه‌سازی کردند. اول دو برابر شدن دی‌اکسیدکربن جو از 038/0 درصد به 075/0 درصد، دوم افزایش متوسط دمای جهانی به میزان دو درجه و سناریوی سوم ترکیبی از دو سناریوی قبل.

براساس سناریوهای هیات بین دولتی تغییرات آب و هوایی (IPCC) محاسبات شرایطی را نشان می‌داد که در سال 2100 انتظار آن می‌رفت.

محققان تصدیق کردند برخی فرآیندهای تبادل بین زمین، گیاه و جو اطراف در مقایسه با دیگر عوامل، واکنش بسیار شدیدی نسبت به افزایش دی‌اکسیدکربن و تغییرات آب و هوایی نشان می‌دهد.

دو برابر شدن دی‌اکسیدکربن در اتمسفر در واقع سرآغاز شروع یک سری فرآیندهای پشت سرهمی است که با واکنش فیزیولوژیک گیاهان به غلظت بیشتر دی‌اکسیدکربن شروع می‌شود. عامل تحریک‌کننده این زنجیره رویدادها این است که گیاهان تبادل بخار آب و دی‌اکسیدکربن با جو اطرافشان را توسط باز و بسته کردن منافذ ریز روی برگ‌هایشان تنظیم می‌کنند.

هنگام غلظت بالای دی‌اکسیدکربن، گیاهان منافذ برگ‌هایشان را بسته و فرآیند آبشاری به شکل بی‌ضرر آغاز می‌شود. هنگام دو برابر شدن دی‌اکسیدکربن این منافذ زودتر از آن که گیاه بتواند دی‌اکسیدکربن لازم را برای انجام بهینه فتوسنتز جذب کند، بسته می‌شوند. در نتیجه رطوبت کمتری توسط گیاه تبخیر شده و به طور کلی بخار آب کمتری وارد جو می‌شود. متعاقبا ابرهای کومولوس کمتری در جو شکل می‌گیرند. این به آن معناست که سطح زمین گرم‌تر می‌شود چراکه اشعه‌های خورشید به طور مستقیم به زمین تابیده و به دلیل تراکم کم ابرها نور خورشید کمتر منعکس می‌شود.

هوای گرم‌تر باعث آشفتگی جو زمین شده و در نتیجه رطوبت کمتری جابه‌جا شده و گرما بیشتر می‌شود. پس می‌توان چنین نتیجه‌گیری کرد که واکنش گیاهان به افزایش سطح دی‌اکسیدکربن باعث گرم‌تر شدن زمین و اتمسفر می‌شود. علاوه بر این محققان موفق به کشف یک مکانیسم بازخوردی دیگر در سیستم آب و هوایی شدند که یک فرآیند خود تقویتی است. این مکانیسم خود تقویتی در سناریوی دوم که طی آن جو زمین تنها دو درجه گرم‌تر شده و اثری از غلظت بالای گازهای گلخانه‌ای نظیر دی‌اکسیدکربن نبود، مشاهده نشد.

پس از این محققان به شبیه‌سازی سناریوی سوم پرداختند که طی آن، هم سطح دی‌اکسیدکربن و هم دما افزایش داشت. در این سناریو تبخیر آب حدود 15 درصد افت داشت. اگر چه تا حدودی تشکیل ابرها نسبت به سناریوی اول بیشتر بود.

این مطالعات نشان می‌دهد کاهش تبخیر آب ناشی شده از واکنش گیاهان به افزایش دی‌اکسیدکربن تاثیر مستقیمی بر شکل‌گیری ابرها دارد. محققان در نظر دارند در آینده آنالیزهای خود را گسترش داده و به منظور تست اثر افزایش میزان دی‌اکسیدکربن بر نواحی استوایی، روی جنگل‌های آمازون متمرکز کنند.