Att plantera träd och fylla på skogar är bland de enklaste och mest tilltalande naturliga klimatlösningarna, men trädens inverkan på atmosfärstemperaturen är mer komplex än vad man kan se.

En fråga bland forskare är om återbeskogning av platser på medelbreddgraden som Nordamerika eller Europa faktiskt kan göra planeten varmare. Skogar absorberar stora mängder solstrålning som ett resultat av att de har en låg albedo, vilket är måttet på en ytas förmåga att reflektera solljus. I tropikerna, låg albedo kompenseras av det högre upptaget av koldioxid av den täta, året runt vegetation. Men i tempererade klimat, oron är att solens instängda värme skulle kunna motverka alla kyleffekter som skogar skulle ge genom att ta bort koldioxid från atmosfären.

Men en ny studie från Princeton University forskare fann att dessa farhågor kan förbise en avgörande komponent - moln. De rapporterar i Proceedings of the National Academy of Sciences att de tätare molnformationerna förknippade med skogsområden innebär att återplantering av skog sannolikt skulle vara effektivare för att kyla jordens atmosfär än vad man tidigare trott.

"Huvudsaken är att ingen har vetat om det är bra eller dåligt att plantera träd på medelbreddgrader på grund av albedoproblemet, " sa motsvarande författare Amilcare Porporato, Princetons Thomas J. Wu '94 professor i civil- och miljöteknik och High Meadows Environmental Institute. "Vi visar att om man betänker att moln tenderar att bildas oftare över skogsområden, då är det fördelaktigt att plantera träd över stora ytor och bör göras för klimatändamål."

Som alla som har känt ett moln passera över solen en varm dag vet, dagmoln har en kylande – om än övergående – effekt på jorden. Förutom att direkt blockera solen, molnen har ett högt albedo, liknar is och snö. Moln, dock, är notoriskt svåra att studera och har till stor del uteslutits från många studier som undersöker effektiviteten av att mildra naturliga klimatförändringar, inklusive återplantering av skog, sa Porporato.

För att överväga återplantering av skog i samband med molntäckning, Porporato arbetade med huvudförfattaren Sara Cerasoli, en Princeton doktorand i civil- och miljöteknik, och Jun Ying, en biträdande professor vid Nanjing University of Information Science and Technology som tidigare var postdoktor i Porporatos forskargrupp. Deras arbete stöddes av Carbon Mitigation Initiative baserat på HMEI.

Porporato och Yin rapporterade tidigare att klimatmodeller underskattar kyleffekten av den dagliga molncykeln. De rapporterade också förra året att klimatförändringar kan resultera i ökad daglig molntäckning i torra regioner som den amerikanska sydvästra som för närvarande är idealiska för solenergiproduktion.

För den senaste studien, Cerasoli, Porporato och Yin undersökte inverkan av vegetation på molnbildning i medellatitudregioner genom att kombinera satellitdata för molntäckning från 2001-10 med modeller relaterade till interaktionen mellan växter och atmosfären.

Forskarna modellerade interaktioner mellan olika typer av vegetation och det atmosfäriska gränsskiktet – som är det lägsta lagret av atmosfären och interagerar direkt med jordens yta – för att avgöra om molnbildningen påverkas olika av vegetationstyp. De fokuserade på regioner i 30-45 graders latitudinella intervall, ungefär från subtropikerna till de hemiboreala zonerna som norra Mellanvästern i USA. De övervägde effekterna av både återplantering av skog – återställande av förlorat trädtäcke – och beskogning, som innebär plantering av skog i områden som tidigare var trädlösa, även om detta kan komma med andra miljökostnader.

Teamet fann att för medellatitudregioner, molnens kylande effekt – i kombination med kolbindningen – uppvägde den solstrålning som skogsområden absorberade.

Modellerna visade att moln oftare bildas över skogsområden än över gräsmarker och andra områden med kort vegetation, och att denna förstärkta molnbildning hade en kylande effekt på jordens atmosfär. Forskarna observerade från satellitdata att moln också tenderar att bildas tidigare på eftermiddagen över skogsområden, vilket resulterar i en längre varaktighet av molntäcket och mer tid för molnen att reflektera solstrålning bort från jorden.

Resultaten kan hjälpa till att utveckla policyer för att tilldela mark för återplantering av skog och jordbruk - blötare områden på mitten av latituderna som östra USA eller sydöstra Kina är väl lämpade för återplantering av skog och beskogning, men är också tilltalande för jordbruket. Ett tillvägagångssätt skulle vara att para ihop återplantering av skog på mellanlatitud med fördelningen av torktoleranta grödor för regioner som är mindre lämpade för återplantering, rapporterade studieförfattarna.

Dock, författarna uppmanade till att vi måste vara försiktiga när vi tar steget från vetenskap till politik. "Vi kan inte bara överväga klimatförändringar, men måste också ta hänsyn till andra faktorer, såsom biologisk mångfald och det faktum att mark också behövs för livsmedelsproduktion, ", sa Cerasoli. "Framtida studier bör fortsätta att överväga molnens roll, men bör fokusera på mer specifika regioner och ta hänsyn till deras ekonomier."

"Det första är att inte göra saker värre, ", tillade Porporato. "Så många saker är anslutna i jordsystemet. Typen av interaktioner mellan, till exempel, vattnets kretslopp och klimat innebär att om du ändrar en sak, det är väldigt svårt att förutse hur andra delar av systemet kommer att påverkas."

Pappret, "Molnkylande effekter av beskogning och återplantering av skog på medelbreddgrader, " publicerades 9 augusti i Proceedings of the National Academy of Sciences .