Investigadores del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. DOE han llevado a cabo un estudio detallado de los efectos de reflectividad de convertir la tierra en cultivos de biocombustibles.
Su estudio es parte de un análisis general de las emisiones de gases de efecto invernadero del cambio de uso de la tierra: casos en los que la tierra que antes era bosque, pastizales o pastizales se convierte para producir cultivos de biocombustibles. Históricamente, este tipo de análisis consideraba solo cambios en la cantidad decarbono almacenado en el suelo y la vegetación de estas tierras.
El nuevo análisis, publicado en La ciencia de la energía y el medio ambiente de la Royal Chemistry Society , incorpora el efecto adicional de los cambios en la reflectividad, o "albedo". Los efectos del albedo resumen la cantidad de energía solar entrante que se refleja en el espacio; estos cambios, junto con muchos otros factores, a su vez contribuyen a los cambios en el invernaderoemisiones de gas.
Si bien existe mucha variabilidad de datos, los resultados revelan que cuando se cambia un pedazo de tierra para producir un cultivo de biocombustible, los efectos del albedo también cambian. Cuando solo se consideran los efectos del cambio de albedo, los investigadores descubrieron que la tierra convertida para producir etanol de maíz teníaefecto de enfriamiento neto sobre el clima. En comparación, la tierra que se convirtió para producir miscanto y pasto de pasto, otras dos fuentes de plantas para biocombustibles de próxima generación, tuvo un efecto de calentamiento neto. Pero cuando los cambios en las reservas de carbono, otro efecto clave del cambio en el uso de la tierra, sonTambién se tiene en cuenta que el etanol de maíz y pasto de pasto exhibe efectos de calentamiento neto asociados con el cambio en el uso de la tierra, mientras que el etanol de hierba miscanthus exhibe un efecto de enfriamiento neto.
Dirigido por investigadores de las Divisiones de Sistemas de Energía y Ciencias Ambientales de Argonne, el trabajo describe la importancia de considerar los cambios en la reflectividad al evaluar los efectos inducidos por el cambio del uso de la tierra de la producción de biocombustibles en el clima.
"Nuestro análisis está ayudando a construir una imagen más completa de los efectos climáticos de la producción de materia prima para biocombustibles", dijo Hao Cai, analista ambiental de Argonne y autor principal del estudio.
Cai y su equipo comenzaron su investigación recolectando primero datos sobre la cobertura del suelo y el albedo recopilados del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos y los satélites de la NASA, respectivamente. Mapearon los datos del albedo asociados con tipos de tierra específicos, por ejemplo, tierras de cultivo de maíz o praderas.Luego realizaron simulaciones en las que convirtieron diferentes tipos de tierra para producir maíz, miscanthus y switchgrass, y miraron para ver qué pasaría con el albedo y con el enfriamiento o calentamiento neto de la atmósfera como resultado.
A diferencia de estudios anteriores sobre los efectos del albedo del cambio en el uso de la tierra, que analizaron no más de 20 sitios de tipos de tierra específicos, el equipo investigó millones de sitios en más de mil condados en los EE. UU., Cubriendo el 70 por ciento de los campos de producción de maíz de la nación.
"Otro factor que distingue a este estudio es el enfoque de modelado específico utilizado para simular el efecto albedo en una escala más fina y proporcionar un análisis de datos más sólido", dijo Yan Feng, un científico atmosférico y climático involucrado en el estudio.
El modelo permitió a Feng y otros investigadores examinar la dinámica del albedo de millones de parcelas de tierra individualmente en cuadrados de solo 500 metros de lado 5382 pies.
Al analizar una gran cantidad de sitios en detalle, los investigadores pudieron tener en cuenta las variaciones específicas del sitio para representar mejor los efectos de albedo en su análisis. Los efectos de albedo variaron entre los cultivos de maíz, miscanthus y switchgrass en parte debido a las diferencias en sutamaño y forma, así como factores de crecimiento y ambientales, todos los cuales pueden variar drásticamente de un sitio a otro.
El albedo también varió considerablemente según el tipo de tierra que se convirtió. Por ejemplo, el bosque tenía el albedo más bajo en comparación con otras coberturas, como arbustos y pastizales, que se encuentran dentro de la misma zona agroecológica.
La magnitud del área de tierra convertida, según lo determinado por el modelo económico, también varió. Por ejemplo, cuando los investigadores compararon la producción de miscanthus y switchgrass necesaria para producir un volumen de biocombustible dado, descubrieron que convertir la tierra en miscanthus tenía un calentamiento menorefecto albedo en comparación con la hierba de cambio. Una de las causas de esto es el hecho de que el miscanthus requiere menos tierra que la hierba de cambio para producir un volumen igual de etanol porque el miscanthus tiene mayores rendimientos.
Los investigadores utilizaron recursos informáticos en el Argonne Leadership Computing Facility ALCF, una instalación de usuarios de la Oficina de Ciencia del DOE, para procesar y visualizar los datos de albedo y cobertura de la tierra.
"Los recursos informáticos de alto rendimiento de ALCF fueron críticos para nuestro análisis basado en la cantidad de datos con los que estábamos trabajando. La instalación proporciona herramientas poderosas y útiles para análisis intensivos en datos como este", dijo Jiali Wang, un científico atmosférico de Argonne involucradoen el procesamiento de los datos. El estudio, "Consideración de los efectos del albedo de la superficie inducidos por el cambio de uso del suelo en el análisis del ciclo de vida de los biocombustibles", fue apoyado por la Oficina de Eficiencia Energética y Energía Renovable del DOE.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio Nacional de Argonne . Original escrito por Joan Koka. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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