Un estudio de la Universidad de Purdue muestra que incluir la aclimatación de las plantas a los cambios de temperatura podría mejorar significativamente la precisión de los modelos climáticos.
Las plantas son los principales impulsores de los flujos de carbono entre la tierra y la atmósfera, que absorben y liberan dióxido de carbono a través de los procesos de fotosíntesis y respiración. Las velocidades a las que se producen estos procesos son sensibles a la temperatura y se ajustan gradualmente en el tiempo en respuesta a largos períodos de tiempo.cambios de temperatura a largo plazo, un fenómeno conocido como aclimatación.
Jeffrey Dukes, profesor de silvicultura y recursos naturales y ciencias biológicas, y un equipo de investigadores descubrieron que agregar fórmulas para la aclimatación en modelos de cambio climático alinea más estrechamente sus simulaciones de intercambio de carbono con las observadas en la naturaleza. La precisión de las proyecciones de modelos deEl flujo de carbono en los bosques tropicales mejoró en un 36 por ciento cuando se incluyó la aclimatación.
"Queremos que los modelos climáticos sean lo más precisos posible y representen al mundo de la forma en que sabemos que funciona", dijo Dukes. "Descubrimos que incorporar la aclimatación en un modelo ayudó a representar los trópicos con mucha más precisión. Esto ganó"Cambia drásticamente nuestra comprensión general del cambio climático, pero nos da una mejor idea de cómo responderán ciertas regiones del mundo".
Debido a que el dióxido de carbono atrapa el calor en la atmósfera, es importante capturar con precisión las tasas de intercambio de carbono de las plantas, dijo Dukes, quien también es director del Centro de Investigación del Cambio Climático de Purdue ubicado en Discovery Park. Menos carbono almacenado en las plantas y el suelo significa más carbonoestá en la atmósfera, lo que lleva a un planeta más cálido.
Los Modelos del Sistema de la Tierra utilizados para hacer proyecciones climáticas simulan cómo funciona el clima del mundo al combinar múltiples submodelos de la atmósfera, los océanos, la tierra y el hielo. Estos modelos incluyen muchas ecuaciones que describen procesos de la Tierra demasiado complejos para representar exactamente como ocurrenen la naturaleza. Las ecuaciones para la fotosíntesis y la respiración de las plantas han sido fuentes de incertidumbre en los modelos porque representan las respuestas a corto plazo de las plantas a los cambios de temperatura, pero no ajustan estas respuestas durante los cambios de temperatura a largo plazo.
Omitir la aclimatación podría hacer que las proyecciones de cuánto carbono ocupa la tierra sean inexactas, dijo Nicholas Smith, estudiante de doctorado en biología y primer autor del estudio.
"No solo los humanos tendrán que adaptarse a un clima cambiante", dijo. "Una gran pregunta en la ciencia de las plantas es qué tan bien podrán adaptarse las especies de plantas. Las plantas son las únicas cosas que pueden absorber dióxido de carbono"en tierra, por lo que es importante entender si pueden aclimatarse a temperaturas más cálidas en el futuro ".
Las plantas usan dióxido de carbono atmosférico, luz solar y agua para producir sus propios alimentos mediante la fotosíntesis. En la respiración, las plantas convierten los azúcares que han convertido en energía, de la misma manera que nuestro metabolismo cuando respiramos. El dióxido de carbono es un subproducto de esto.proceso. La cantidad total de plantas de carbono que puede almacenar es la diferencia entre la cantidad de carbono que han usado en la fotosíntesis y el carbono que respiran de vuelta a la atmósfera.
Dukes, Smith y el equipo agregaron fórmulas que describen estos procesos dinámicos en plantas a un modelo de tierra y realizaron simulaciones de intercambio de carbono de 15 sitios de bosques templados y tropicales en todo el mundo. Luego compararon las simulaciones de intercambio de carbono del modelo con tasas históricamente observadas paraesos sitios para ver qué tan bien coincidían los datos.
Para los bosques templados, el modelo que incluyó la aclimatación no fue significativamente más preciso que un modelo que no lo hizo. Pero para los bosques tropicales, el modelo fue 36 por ciento más preciso cuando se incorporó la aclimatación.
En las proyecciones del futuro intercambio global de carbono, los investigadores encontraron que la inclusión de la aclimatación en el modelo predijo un aumento en la asimilación y el almacenamiento de carbono terrestre. El carbono almacenado en las plantas a fines de siglo era un 6.5 por ciento más alto que en la simulación que no incluíaaclimatación.
Los investigadores advirtieron que este aumento está algo eclipsado por las proyecciones del aumento futuro de dióxido de carbono y afectará a las regiones de manera diferente.
"Esto no significa que todos nuestros problemas estén resueltos", dijo Dukes. "La incorporación de la aclimatación podría cambiar un poco la naturaleza de las proyecciones globales de carbono, pero no dramáticamente. Los modelos climáticos nunca serán perfectos, pero han mejorado enormemente en el pasado20 años, y continúan mejorando. Confiamos en la dirección general de las proyecciones actuales y su magnitud aproximada ". Dukes dijo que otros procesos importantes, como los ciclos de nutrientes de la Tierra, aún no se han incluido en muchos modelos climáticos,y varios de estos probablemente disminuirán la absorción de carbono cuando se incorporen.
El siguiente paso es refinar aún más las ecuaciones de aclimatación ya que el proceso afecta a las plantas de una manera específica de especie, dijo Smith. "Incluir las fórmulas de aclimatación en los modelos es significativamente mejor que no", dijo. "Si no incluimosel proceso de aclimatación en los modelos climáticos, nuestras proyecciones de absorción de carbono en la tierra no serán tan precisas. Agregar estas fórmulas no es un gran cambio en la complejidad del modelo, pero pueden tener un gran efecto en la precisión de las proyecciones ".
El estudio fue publicado en Cambio climático de la naturaleza .
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Purdue . Original escrito por Natalie van Hoose. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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