Täckgrödor som odlas på fält under vintern kan vara värmande temperaturer i norra USA och södra Kanada, enligt en ny studie av forskare vid National Center for Atmospheric Research. Grödorna, en markförvaltningsstrategi som jordbrukare använder mellan växtsäsonger, skapa en mörkare yta än ett snötäckt fält, absorberar mer värme från solen och ger en lokal uppvärmningseffekt.

Täckgrödor har flera ekologiska fördelar, som att minska erosion och öka markens produktivitet, men hittills har forskare inte tittat på hur täckgrödor kan påverka vintertemperaturen.

"De flesta tittar på täckgrödor för de lokala fördelarna, men det faktum att de kan öka vintertemperaturen betyder att de kan bidra till regionala klimatförändringar, sa Danica Lombardozzi, en växtekolog vid NCAR och huvudförfattare på tidningen.

Vegetation som sticker ut ovanför snön kommer att minska reflektionsförmågan, eller albedo, av ytan. Istället för att den ljusa snön reflekterar solvärmen tillbaka till rymden, gröda stjälkar och blad absorberar värmen och värmer atmosfären runt dem.

Den nya studien, publiceras i tidskriften Geofysiskt forskningsbrev s, tyder på att lång, lummiga täckgrödor kan värma ytan i växande område med upp till 3 grader Celsius (nästan 5,5 grader Fahrenheit).

"Mörka täckgrödor absorberar solens värme och värmer sedan upp atmosfären. Även grödor som delvis täcks av snö kan minska reflektionsförmågan tillräckligt för att påverka vintertemperaturen, sa Lombardozzi.

Denna forskning tyder också på att vinteruppvärmningen är särskilt uttalad i regioner där vinterns snöpackning varierar, som den amerikanska mellanvästern. Klimatförändringar förväntas redan komma att värma nordamerikanska vintrar under de kommande decennierna, och resultaten av denna studie tyder på att täckgrödor kan förstärka dessa effekter.

Finansiering för studien kom från U.S.A. Department of Energy och U.S. Department of Agricultures National Institute of Food and Agriculture. Forskargruppen inkluderade forskare från University of New Hampshire och Cornell University.

Löv över snö

Forskare använde avancerade simuleringar av den NCAR-baserade Community Earth System Model (CESM) för att förstå samspelet mellan täckgrödor, landytan, och atmosfären.

"Vi ville titta på egenskaperna hos täckgrödor:är de höga eller korta, har de många löv eller få löv?" sa Gordon Bonan, en senior forskare från NCAR och medförfattare till studien.

För att representera detta utbud av grödor, forskarna körde en serie simuleringar. Den första simuleringen hade höga växter, 50 centimeter (20 tum) i höjd, med få löv. Den andra grödatypen var också hög men mycket lummig, och den tredje var kort, 10 centimeter (4 tum) i höjd, och även lummig. För vart och ett av de tre grödscenarierna, procentandelen skörd som sannolikt skulle falla omkull under snöfallets vikt fastställdes till 20 procent.

Simuleringarna visade att under vintermånaderna (december till februari), höga och lummiga täckgrödor ökar temperaturen strax över jordens yta med 3 grader C (nästan 5,5 grader F) i växande regioner i centrala och norra USA och södra Kanada.

Studien avslöjade också mönster av uppvärmning för de kortare och mindre lummiga täckgrödorna. Dock, förändringen är inte lika betydande som för den långa, lummiga grödor, och effekterna inträffar över en mindre region i mellanvästern i USA och västra Kanada.

"I allmänhet, höjden tenderar att betyda mer än lövigheten, men tillsammans har de en stark inverkan, ", sa Lombardozzi. "Studiens resultat tyder på att bönder kan dra full nytta av vintertäckgrödor och minska klimatpåverkan genom att plantera kortare och mindre lummiga grödor."

Mer forskning behövs för att förstå kostnaderna och fördelarna med vintertäckgrödor i Nordamerika, sa forskarna. Nästa steg skulle vara att titta på de totala effekterna av dessa grödor och modellera en mer realistisk representation av hur täckgrödor används som markförvaltning.

"Det är viktigt att förstå hur våra markförvaltningsmetoder kan påverka klimatet, " sa Lombardozzi. "Om vi ​​vill ha alla fördelar som täckningsgrödor kan ge, som kollagring och erosionskontroll, vi behöver också information om täckgrödor som kan minimera regionala uppvärmningseffekter."