Þáttur ljóstillífunar plantna ekki nægjanlega þekktur fyrir loftslagslíkönin

Það kann að hljóma undarlega en ýmislegt bendir til þess að vitneskja um heildar bindingu koltvísýrings í skógum og jarðvegi sé ekki þekkt til hlítar.  Umfang sjálfrar ljóstillífunarinnar er þegar allt kemur til alls háð talsverðri óvissu og þá hversu mikið lífríkið tekur til sín af CO2.  Fyrir loftslagsvísindin er óvissa á þessu sviði talsverður höfuðverkur, því óvissa í spám um aukningu koltvísýrings í lofthjúp eykst þegar ekki er hægt að segja til með nokkurri vissu hvað skóglendi og jarðvegur muni taka til sín af viðbótarlosun á næstu 100 árum.

 

Almenna vitneskjan segir að gróðurlendi ásamt hafinu hafi tekið til sín og “geymt” um helming þess sem losað hefur verið af CO2 til þessa af mannavöldum.  Enginn úr hópi vísandamanna treystir sér samt til þess að slá þessum tölum föstum, enda hefur verið erfitt til þess að koma við raunhæfum mælingum.  Hér er því um tilgátu að ræða, auðvitað byggða á rannsóknum.  Önnur tilgáta er sú að eiginleiki náttúrunnar til að taka til sín koltvísýring dragist saman í hlýrra loftslagi, sem leiðir þá til meiri hlýnunar en annars yrði.  Rannsóknir styrkja ágætlega þessa seinni tilgátu. Í loftslagslíkönum er tekið tillit til a.m.k. að hluta til þessa, en umfangið er meira á huldu. Þegar kemur að hafinu standa vísindamenn traustari fótum.  Margar rannsóknir benda eindregið til þess að með hlýnun loftslags dragi úr getu hafsvæða til að taka til sín CO2.  En kolefnisupptaka gróðurs og jarðvegs er háð mun meiri óvissu eins og áður er getið.  

 

Í merkri rannsókn frá 2006 og kennd er við Friedlingstein voru útbúnar 11 ólíkar sviðsmyndir fyrir upptöku hafs og lands á CO2 árið 2100.  Flestar þessara sviðsmynda sýndu að lífhvolf jarðar myndi halda áfram að binda koltvísýring með hlýnandi loftslagi, en tvær sviðsmyndanna skáru sig úr. Þar snerist dæmið við hvað varðar gróðurlendi og jarðveg.  Í stað þessa að binda CO2  fer  gróðurinn að losa koltvísýring ! 

 

Norskt rannsóknarverkefni CarboSeason er ætlað að reynda að áætla betur svörun gróðurlenda við aukningu CO2 í lofthjúpi.  Óvissuþættirnir snúa ekki bara að viðbragði lífríkisins, heldur spilar vissulega líka inn áþreifanlegri þættir sem e.t.v. er auðveldara er að spá í eða áætla, eins og útbreiðslu  gróðurlenda, og þá er átt við einkum eyðing skóga á móti nýjum skóglendum á jörðinni. Menn þekkja þannig ágætlega að tegundir með stórum laufböðum binda koltvísýring hraðar en þær með smáum blöðum. Upptaka með ljóstillífun utan heitabeltis er háð árstíðum og þar með sólar og líffræðilegri vaxtarhringrás viðkomandi plöntutegundar. Áætlað hefur verið að regnskógar Amason sem stundum eru nefndir lungu jarðar, standa undir 15% allrar ljóstillífunar og stærð þess skóglendis, eða öllu heldur eyðing þess hefur því mikið að segja fyrir heildarmyndina. 

 

Betri vitneskja um líffræðina og þátt ljóstillífunar í bindingu koltvísýrings er vitanlega afar mikilvæg fyrir stillingu loftslagslíkananna.  Með aukinni þekkingu á þessum náttúrulegu ferlum ættu spár um veðurfarsbreytingar af mannavöldum því að verða eitthvað nákvæmari.

 

(byggt á grein Silje Pilberg í norska tímaritinu Klima, 5.tbl. 2010)

Athugasemdir

[Jóhann (IP-tala skráð) 5.11.2010 kl. 21:32]

Takk fyrir fróðlegan pistil.

En það er ekki einu sinni vitað hver hlutur þörunga er í upptöku koltvísýrings, eða hvað?

[Sveinn Atli Gunnarsson, 5.11.2010 kl. 22:00]

Fróðlegur pistill.

Á loftslag.is, má m.a. lesa um nýlegar mælingar NASA sem að benda til minni framleiðni gróðurs við hærra hitastig og einnig má nefna rannsóknir sem gefa til kynna að hugsanlega geti orðið meiri þurrkar í framtíðinni á sumum svæðum. En þróun þessara hluta í framtíðinni mun væntanlega hafa áhrif á kolefnisupptöku plantna í framtíðinni eins og þú kemur inn á Einar og meiri þekking á svona vistfræðilegum þáttum gefur vísindamönnum betri möguleika á að stilla loftslagslíkönin enn betur.

[Gunnar Th. Gunnarsson, 6.11.2010 kl. 00:56]

Það er skemmtilegt að skoða muninn á framsetningu Einars og Svatla, út frá þeirri staðreynd að óvissuþættir í frumforsendum, skapi jú óvissu í niðurstöðum. Meiri þekking um þátt ljóstillífunar er því afar mikilvæg varðandi nákvæmni spávísindanna.

Einar segir: "....ættu spár um veðurfarsbreytingar af mannavöldum því að verða eitthvað nákvæmari."

Svatli segir: ".....að stilla loftslagslíkönin enn betur."

 

 

[Sveinn Atli Gunnarsson, 6.11.2010 kl. 01:42]

Já Gunnar þú brosir...

Við Einar erum samt að meina þetta ósköp svipað þó orðavalið sé ekki það nákvæmlega sama og við erum báðir meðvitaðir um ýmsa óvissu sem er í vísindum almennt, þó svo við vitum báðir að vísindin á bak við loftslagsfræðin eru byggð á nokkuð góðum grunni rannsókna og mælinga þrátt fyrir allt. Þessar rannsóknir sem Einar vitnar til hafa ekkert með frumforsendur loftslagsfræðana sem slíkra að gera, eins og Gunnar virðist halda.

Það er t.d. nokkuð vel þekkt staðreynd að aukning gróðurhúsalofttegunda er af mannavöldum (enda kemur Einar inn á það í sínu orðavali í færslunni) og sú aukning er mælanleg. Hitt er svo annað mál að meiri þekking á afleiðingum aukina gróðurhúsalofttegunda (eins og t.d. á ljóstillífun plantna) er af hinu góða og geta gert líkönin betri (sem er það sem Einar og ég erum sammála um). Með betri þekking á þessu og öðrum óvissuþáttum "ættu spár um veðurfarsbreytingar af mannavöldum því að verða eitthvað nákvæmari"... og "er vitanlega afar mikilvæg fyrir stillingu loftslagslíkananna" (ESV) eða eins og ég orðaði það sjálfur "að stilla loftslagslíkönin enn betur" - þetta er nú nánast það sama og samt brosir Gunnar...yfir hverju ætli það sé, það er mér hulin ráðgáta.

[Gunnar Th. Gunnarsson, 6.11.2010 kl. 02:14]

Er þér það virkilega hulin ráðgáta? Samt blasir hún við í þessum tveimur tilvitnunum  

[Sveinn Atli Gunnarsson, 6.11.2010 kl. 08:26]

Þetta er nú bara orðhengilsháttur hjá þér Gunnar.

En það er reyndar fróðlegt að spá í hvað óvissan í þessum mælingum segir okkur. Með því t.d. að mæla losun koldíoxíðs vegna bruna eldsneytis er hægt að áætla töluna sem sá þáttur bætir við af koldíoxíði í andrúmsloftið, og er það tiltölulega "einfalt" - en vissulega það þó óvissu háð varðandi hugsanlega losun í frmatíðinni. Eins og Einar nefnir þá er einnig talið að útreikningar varðandi upptöku hafsins af koldíoxíði við hækkandi hitastig sé talin áreiðanlegri (vissulega óvissa þar líka) en varðandi þátt plantnanna, þar sem óvissan er meiri. Og hver er óvissan sem Einar nefnir í sambandi við plönturnar. Jú hann nefnir bæði að losun plantna á koldíoxíði gæti orðið meiri í framtíðinni ("Í stað þessa að binda CO2 fer gróðurinn að losa koltvísýring !") og óvissu varðandi stærð regnskóga Amason (sem fara minnkandi á núverandi tímapunkti) sem dæmi. Báðir þessir þættir eru nefndir sem dæmi um þætti sem gætu mögulega haft neikvæð áhrif á útkomuna, þ.e. að styrkur koldíoxíðs gæti orðið meiri í framtíðinni en áætlað er í líkönum og það þar með mögulega haft áhrif á útkomu loftslagslíkananna ef þeir þættir reynast réttir. Það er því mikilvægt að þekkja hver þessi áhrif eru og hvaða afleiðingar það getur haft fyrir útreikning líkananna. En þessi óvissa er alls ekki einhver frumforsenda fræðanna, heldur einn af mörgum þáttum sem þarf að áætla við gerð loftslagslíkana, því betri sem þekkingin er (á sem flestum þáttum), því betri verða spárnar og óvissan (sem vissulega er fyrir hendi) minnkar.

[Ágúst H Bjarnason, 6.11.2010 kl. 09:26]

Til fróðleiks:

Plant Photosynthesis (Net CO2 Exchange Rate) Responses to Atmospheric CO2 Enrichment

http://www.co2science.org/data/plant_growth/photo/photo_subject.php

Plöntunum er raðað í stafrófsröð eftir latneska heitinu. Sjá til dæmis bergfuru (Pinus uncinata):

http://www.co2science.org/data/plant_growth/photo/p/pinusu.php

Skýringar: http://www.co2science.org/data/plant_growth/description.php

---

http://www.youtube.com/watch?v=P2qVNK6zFgE

[Sveinn Atli Gunnarsson, 6.11.2010 kl. 13:02]

Ágúst;

Á síðunni (CO2Science) sem þú bendir á er að aðeins verið að skoða einn þátt sem hefur áhrif á vöxt, sem er þáttur sem auðvelt er að stýra í gróðurhúsi. Þ.e. þú getur aukið vöxt plantna í gróðurhúsi með því að auka styrk koldíoxíðs í gróðurhúsinu og halda öðrum þáttum óbreyttum, sem almennt hefur jákvæð áhrif á vöxt í gróðurhúsum. Í náttúrunni eru fleiri þættir sem hafa áhrif á vistkerfin, m.a. hitastig, úrkoma, þurrkar, ástand jarðvegs og fleiri vistfræðilegir þættir sem erfitt er að "stjórna". Það er því ekki sjálfgefið að hækkandi styrkur CO2 og þær afleiðingar sem það hefur á loftslag sé bara jákvætt út í náttúrunni, þó það eigi við í hinu verndaða umhverfi gróðurhúsana.

Við fjölluðum reyndar um CO2science-síðuna (sem er heimildin sem Ágúst bendir á hér að ofan) á gagnrýnin hátt í maí mánuði, sjá nánar Miðaldaverkefnið, í niðurlagi þeirrar færslu stendur m.a. eftirfarandi:

Hér hefur verið sýnt fram á að ekki er á allt kosið varðandi CO2 Science og systursíðu hennar Science Skeptical Blog. Ýmsum brellum er beitt til að afvegaleiða lesandann til að fallast á það að hlýnunin á miðöldum hafi verið hnattræn og meiri en hlýnunin nú. Kosturinn við síðurnar er að þar eru teknar saman fjöldinn allur af greinum um fornloftslag – gallinn er að við vitum ekki hvort þar er um að ræða niðurstöður sem búið er að leiðrétta – eða bæta. Auk þess sem taka verður teikningum og túlkunum höfunda síðunnar með mikilli varúð, vegna rangtúlkana sem að oft á tíðum eru ekki augljósar nema maður skoði greinarnar sem á bak við standa.

Þannig að ég myndi persónulega fara varlega í þá heimild, sjá nánar Miðaldaverkefnið.