Att plantera träd för att bekämpa klimatförändringarna är en ofta och kontroversiellt diskuterad idé på senare tid. Träd binder koldioxid (CO ₂ ) genom fotosyntes och kunde därför avlägsna denna gas från atmosfären under en viss tid. Dock, när träden dör, till exempel, eller om de används som ved, växthusgasen återgår till atmosfären. Vidare, Biogeofysiska förändringar till följd av beskogning kan också få konsekvenser som ifrågasätter de möjliga fördelarna med denna åtgärd. Detta antagande bekräftas av de senaste simuleringarna utförda av Edouard L. Davin, Senior forskare vid Institutet för atmosfär och klimat vid ETH Zürich, på superdatorn Piz Daint vid Swiss National Supercomputing Center (CSCS). Tillsammans med ett internationellt team av forskare som deltar i en storskalig pilotstudie om hur markanvändning och klimat påverkar varandra över olika skalor (Land Use and Climate Across Scales Flagship Pilot Study), Davin visar att återplantering av skog i nordliga regioner till och med kan leda till en vinteruppvärmning.

Förändringar i markanvändningen påverkar klimatet

Ändrad markanvändning påverkar, bland annat, albedo på jordens yta, det vill säga mängden solstrålning som reflekteras tillbaka till atmosfären. Till exempel, en snötäckt trädpopulation på högre höjder reflekterar mycket mindre solstrålning än ett trädlöst landskap med ett slutet snötäcke, vilket ger en varmare miljö. Liknande återkopplingsprocesser kan också förekomma i vattnets kretslopp mellan jordens yta och atmosfären när förändringar i markanvändningen påverkar växternas transpiration och avdunstning av vatten (evapotranspiration). Även förändringar i råheten på jordens yta kan påverka klimatet – ju slätare en yta är, desto mindre turbulens genereras i den lägre atmosfären.

Tills nyligen, det var svårt att kvantifiera omfattningen av dessa biogeofysiska effekter. Dock, det finns allt fler bevis för att förändringar i markanvändning driver lokala och regionala klimatförändringar, skriver Davins team i sin publikation, som publicerades i tidskriften Earth System Dynamics. Forskarna hävdar därför att effekterna av förändringar i markanvändningen inte bara bör beaktas i globala modeller, som nu är fallet, men också i regionala klimatmodeller.

Förbättra regionala klimatsimuleringar

De har nu tagit det första steget i denna riktning med sin senaste studie, som syftar till att integrera förändringar i markanvändning i regionala klimatsimuleringar över hela Europa. Genom att jämföra modellsimuleringar där Europa antingen är maximalt skogbevuxet eller utan några skogar alls, de försökte kvantifiera de biogeofysiska effekterna av sådana markanvändningsförändringar på det regionala klimatet. För simuleringarna – som forskarna beskriver som idealiserade experiment – ​​använde de för första gången en multimodellstrategi som inkluderade en ensemble av nio olika regionala klimatmodeller.

Denna ensemble av simuleringar med olika kombinationer av land- och atmosfäriska modeller gjorde det möjligt för forskarna att jämföra respektive påverkan av atmosfäriska och landprocesser. De fann att vid maximal skogsplantering, simuleringarna över alla nio modellerna visar temperaturer över norra Europa i genomsnitt +0,2° till +1° Celsius varmare på vintern och våren än i ett gräsmarkslandskap. Enligt forskarna, detta är det direkta resultatet av minskad solljusreflektion (albedo) på grund av beskogning. För sommar och höst, dock, de underliggande modellerna ger en mycket heterogen bild, allt från storskalig kylning på upp till -2° Celsius till en uppvärmning på +2° Celsius efter beskogning. Forskarna misstänker att detta beror på att modellerna visar på stora skillnader i evapotranspirationsresponsen på beskogning.

Barrträd kontra lövträd

Osäkerheterna i simuleringarna av sommar- och höstmånaderna visar tydligt för forskarna att de måste fortsätta att förbättra sina modeller. Dock, de är övertygade om att trots idealiserade förhållanden, deras tillvägagångssätt med flera modeller skulle kunna ge bättre och mer tillförlitlig information för markanvändningsplanering än enskilda modeller. "En annan viktig aspekt att överväga i framtida forskning är den typ av träd som används för beskogning, säger Davin, återspeglar en studie som nyligen publicerades i Vetenskapliga rapporter där han var inblandad. "Skogsbrukare tenderar att gynna barrträd av ekonomiska skäl. Men i många regioner, lövträd skulle kunna anpassas bättre till ett varmare klimat och ge mer kylande effekt."