Denna bilden, tagen under en torka i september 2010, visar en rad döda och skadade träd efter en ytbrand i Amazonas regnskog i västra Brasilien. Om det finns torktumlare än normalt, bränder från de öppna kanterna inkräktar på skogarna och bränner torra och stressade träd. Under normala förhållanden, när regnskogarna är blötare, detta är mycket mindre vanligt. Upphovsman:NASA/JPL-Caltech
En enda säsong av torka i Amazonas regnskog kan minska skogens koldioxidabsorption i åratal efter att regnet återvänt, enligt en ny studie publicerad i tidskriften Natur . Detta är den första studien för att kvantifiera det långsiktiga arvet från en Amazon-torka.
Ett forskargrupp från NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien, och andra institutioner använde satellitlidardata för att kartlägga trädskador och dödlighet orsakade av en kraftig torka 2005. Under år med normalt väder, den ostörda skogen kan vara en naturlig kolsänka, "absorberar mer koldioxid från atmosfären än den lägger tillbaka i den. Men från och med torkaåret 2005 och fram till 2008 - det sista året med tillgänglig lidardata - förlorade Amazonbassängen i genomsnitt 0,27 petagram av kol (270 miljoner ton) per år, utan tecken på att återfå sin funktion som kolsänka.
På cirka 2,3 miljoner kvadratkilometer (600 miljoner hektar), Amazonas är den största tropiska skogen på jorden. Forskare uppskattar att det absorberar så mycket som en tiondel av mänskliga fossila bränsleutsläpp under fotosyntesen. "Det gamla paradigmet var att oavsett vilken koldioxid vi lägger ut i [människors orsakade] utsläpp, Amazonas skulle hjälpa till att absorbera en stor del av det, "sa Sassan Saatchi från NASA:s JPL, som ledde studien.
Men allvarliga episoder av torka 2005, 2010 och 2015 får forskare att tänka om den idén. "Ekosystemet har blivit så sårbart för dessa värmande och episodiska torkahändelser att det kan växla från sjunka till källa beroende på svårighetsgrad och omfattning, "Sa Saatchi." Detta är vårt nya paradigm. "
Denna bilden, baserat på mätningar som gjorts av Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM), visar områdena i Amazonasbassängen som drabbades av den svåra torka 2005. Områden i gult, orange, och rött upplevt ljus, måttlig, och svår torka, respektive. Gröna områden upplevde inte torka. Bildkredit:NASA /JPL-Caltech /Google
Torka från marken
För forskare på marken i Amazonas, "Det första vi ser under en torka är att träden kan tappa sina löv, "Saatchi sa." Det här är regnskogar; träden har nästan alltid löv. Så förlusten av löv är en stark indikation på att skogen är stressad. "Även om träd så småningom överlever avlövning, detta skadar deras förmåga att absorbera kol under stress.
Observatörer på marken märker också att torka tenderar att oproportionerligt döda höga träd först. Utan tillräcklig nederbörd, dessa jättar kan inte pumpa vatten mer än 100 fot upp från sina rötter till sina blad. De dör av uttorkning och faller så småningom till marken, lämnar luckor i skogstaket långt över huvudet.
Men alla observatörer på marken kan bara övervaka en liten del av skogen. Det finns bara cirka hundra tomter som används för forskning och några tornplatser för långsiktig övervakning av Amazonas skogar. "De detaljerade mätningarna på dessa platser är extremt viktiga för att förstå skogens funktion, men vi kan aldrig använda dem för att säga vad detta gigantiska ekosystem gör i tid, "Sa Saatchi. För att göra det, han och hans kollegor vände sig till satellitdata.
Denna bilden, tagen under en torka i september 2010, visar ett dött träd i Amazonas regnskog i västra Brasilien. Upphovsman:NASA/JPL-Caltech
Torka från rymden
Forskargruppen använde högupplösta lidarkartor som härrör från Geoscience Laser Altimeter System ombord på isen, Moln, och landhöjningssatellit (ICESat). Dessa data avslöjar förändringar i kapellstrukturen, inklusive bladskador och luckor. Forskarna utvecklade en ny analysmetod för att omvandla dessa strukturförändringar till förändringar i överjordisk biomassa och kol. De eliminerade pixlar som visar brända eller avskogade områden för att beräkna kolens påverkan av torka bara på intakta skogar.
De fann att efter torka, fallna träd, avlövning och kapellskador gav en betydande förlust av takhöjden, med den mest drabbade regionen som sjönk i genomsnitt cirka 35 tum (0,88 meter) året efter torkan. Mindre hårt drabbade områden i skogen minskade mindre, men alla fortsatte att sjunka stadigt under dataårets återstående år.
Saatchi noterade att hälften av skogens nederbörd görs av skogen själv - vatten som transporteras och avdunstar från vegetationen och marken, stiger upp i atmosfären, och kondenserar och regnar ut under torrperioden och övergången till den våta säsongen. En torka som dödar skogsträd ökar således inte bara koldioxidutsläppen, det minskar nederbörd och förlänger torrsäsongens längd. Dessa förändringar ökar sannolikheten för framtida torka.
Om torka fortsätter att inträffa med frekvensen och svårighetsgraden av de tre senaste händelserna 2005, 2010 och 2015, Saatchi sa, Amazonas kan så småningom förändras från en regnskog till en torr tropisk skog. Det skulle minska skogens koldioxidupptagningsförmåga och dess biologiska mångfald.
