Banbrytande ny forskning har gett en fascinerande ny insikt i strävan att avgöra om temperatur eller vattentillgång är den mest inflytelserika faktorn för att avgöra framgången för globala, landbaserade kolsänkor.

Forskningen, utförs av ett internationellt team av klimatforskare inklusive professorer Pierre Friedlingstein och Stephen Sitch från University of Exeter, har avslöjat nya ledtrådar om hur kolsänkor på land regleras på både lokal och global skala.

Den banbrytande studien visade att globalt, variabiliteten från år till år i markens kolbalans - utbytet av kol som sker mellan markbiosfären och atmosfären - reagerar mest på temperaturförändringar. På en mer lokal nivå, dock, studien tyder på att vattentillgången är den dominerande faktorn för att avgöra hur framgångsrikt kolsänkor presterar.

Professor Friedlingstein, Ordförande för matematisk modellering av klimatsystem vid University of Exeter sa:"Landets kolcykels starka reaktion på klimatförändringar som El Ni?ño-händelser har alltid funnits på vår radar som en testbädd för kolcykelns reaktion på framtida klimatförändringar. Vår studie belyser vikten av förändringar i markvattentillgången för växter som ett nyckelelement. Det handlar inte bara om global temperatur".

För närvarande, landbaserade ekosystem absorberar ungefär en fjärdedel av all konstgjord koldioxid som släpps ut i atmosfären.

Den nuvarande klimatförändringen kännetecknas av stigande koncentrationer av koldioxid (CO2) i atmosfären och därmed sammanhängande uppvärmning. Dock, den årliga tillväxttakten för CO2, som har uppmätts i atmosfären i flera decennier, varierar mycket från år till år.

Dessa variationer härrör främst från fluktuationer i kolupptag genom markekosystem som drivs av klimatsystemets naturliga variation, snarare än från hav eller från förändringar i nivåerna av konstgjorda koldioxidutsläpp.

Diskussioner om huruvida temperatur eller vattentillgång driver styrkan hos dessa variationer i kolsänkan på land har varit mycket omtvistade med dessa förändringar av kolbalansen från år till år som till synes relaterade till globala eller tropiska temperaturer. Dock, andra studier finner att den största variationen i kolbalansen ses i utbredda vattenbegränsade regioner.

I denna senaste studie, forskargruppen tillämpade empiriska och processbaserade modeller, att analysera lokala områden, såväl som den globala ytan, och effekten av variationer i temperatur och vattentillgång på kolutbytet mellan atmosfären och den terrestra biosfären.

Teamet fann att lokalt, vattentillgången är den mest dominerande orsaken till variationen från år till år av både CO2-upptag i växter genom fotosyntes, och CO2-utsläpp från växter och mikrobers andning. Dock, på global skala drivs variationen mest av temperaturfluktuationer, forskningen visade.

"Vad som ser ganska paradoxalt ut vid en första uppfattning, kan illustreras genom att titta närmare på de olika rumsliga och tidsmässiga variationerna av biosfär-atmosfär-interaktioner ", förklarar Dr. Martin Jung, huvudförfattare till Natur offentliggörande. "Det finns två kompenserande effekter av vattentillgång:för det första, i lokal skala, temporal vattendriven fotosyntes och andningsvariationer kompenserar varandra."

"Dessutom, i global skala, anomalier i vattentillgången kompenserar också i rymden", tillägger Jung. "Om det är väldigt torrt i en del av världen, det är ofta väldigt blött i en annan region, så globalt vattenkontrollerade anomalier i nettokolutbytet uppväger i rymden."

Förutom att belysa tidigare motstridiga fynd, Resultatet pekar också på behovet av ett forskningsfokus på hur klimatvariabler förändras under avsökning över olika skalor och under globala uppvärmningsförhållanden.

"Det enkla förhållandet mellan temperaturen och den globala kolsänkan på land bör behandlas med försiktighet, och inte användas för att sluta sig till ekologiska processer och långsiktiga förutsägelser", tillägger Dr. Reichstein, avdelningschef. Med kontinuerlig global uppvärmning, forskarna förväntar sig att det förändrade vattnets kretslopp kommer att bli den kritiska faktorn för variationen i den globala kolsänkan på land.

'Kompensatoriska vatteneffekter kopplar årliga globala CO2 -sänkningssänkningar till temperatur' publiceras i Natur .