Água tropical cada vez mais negativa

Mar 17, 2023

Natureza (2023) Citar este artigo

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Os ecossistemas terrestres absorveram cerca de 32% do total das emissões antropogênicas de CO2 nas últimas seis décadas1. Grandes incertezas nos feedbacks de carbono terrestre-clima, no entanto, tornam difícil prever como o sumidouro de carbono terrestre responderá às mudanças climáticas futuras2. As variações interanuais na taxa de crescimento atmosférico de CO2 (CGR) são dominadas pelos fluxos de carbono terra-atmosfera nos trópicos, proporcionando uma oportunidade para explorar as interações carbono-clima terra3,4,5,6. Pensa-se que as variações na CGR são amplamente controladas pela temperatura7,8,9,10, mas também há evidências de uma forte ligação entre a disponibilidade de água e a CGR11. Aqui, usamos um registro de CO2 atmosférico global, armazenamento de água terrestre e dados de precipitação para investigar as mudanças na relação interanual entre as condições climáticas da terra tropical e o CGR sob um clima em mudança. Descobrimos que a relação interanual entre a disponibilidade de água tropical e a CGR tornou-se cada vez mais negativa durante 1989-2018 em comparação com 1960-1989. Isso pode estar relacionado a mudanças espaço-temporais nas anomalias de disponibilidade de água tropical impulsionadas por mudanças nas teleconexões do El Niño/Oscilação Sul, incluindo o declínio dos efeitos compensatórios espaciais da água9. Também demonstramos que a maioria dos modelos acoplados de sistema terrestre e superfície terrestre não reproduzem a intensificação do acoplamento água-carbono. Nossos resultados indicam que a disponibilidade de água tropical está cada vez mais controlando a variabilidade interanual do ciclo do carbono terrestre e modulando os feedbacks carbono-clima tropicais terrestres.

As variações interanuais (IAV) da taxa de crescimento de CO2 (CGR) são fortemente correlacionadas com El Niño/Oscilação Sul (ENSO)12,13 (por exemplo, R = −0,55, P <0,05 na ref. 12, Pearson coeficiente de correlação), particularmente com variações de temperatura tropical7,8,9 (por exemplo, R = 0,7, P < 0,01 na ref. 7), apesar do menor IAV da temperatura tropical do que para outros locais14. A sensibilidade histórica do IAV do CGR à temperatura tropical foi posteriormente identificada como uma restrição observacional que pode reduzir significativamente as incertezas nos orçamentos de carbono tropical projetados5. Em comparação com a temperatura tropical, a precipitação tropical concomitante não está bem correlacionada com CGR15,16 (por exemplo, R = −0,19, P > 0,1 na referência 16), mas a precipitação tropical atrasada demonstrou explicar fortemente o IAV de CGR ou rede de terras tropicais fluxo de carbono7,17 (por exemplo, R = −0,5, P < 0,05 na ref. 7), resultando em um papel ambíguo da disponibilidade de água no controle da CGR de uma perspectiva de processo. Recentemente, o lançamento de satélites gêmeos do Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) permitiu a medição direta da variabilidade do armazenamento de água terrestre (WS), e uma análise subsequente mostrou que ele está fortemente acoplado ao CGR11 (R = −0,85, P < 0,01). No entanto, no contexto das mudanças climáticas, ainda não está claro se o acoplamento clima-carbono terrestre identificado é constante ao longo do tempo ou pode variar sujeito a mudanças nos fatores climáticos e no clima médio.

Aqui, investigamos as mudanças na relação interanual entre as condições climáticas tropicais e a CGR nas últimas décadas. Para complementar o registro observacional mais curto dos satélites GRACE, também usamos a variabilidade WS de longo prazo recentemente reconstruída18. Além disso, a precipitação anual defasada de 6 meses (LagP) pode aproximar bem o WS IAV tropical agregado e se correlaciona com o CGR IAV, emergindo como outro proxy eficiente para a disponibilidade de água terrestre tropical IAV (Métodos). Isso também ajuda a explicar por que a precipitação defasada se correlacionou bem com a CGR em descobertas anteriores7,17.

Todas as variáveis ​​são detendidas na escala de tempo anual, removendo a tendência linear de longo prazo, pois focamos na relação na variabilidade interanual. Os anos seguintes às erupções do Monte Agung (1962 e 1963), El Chichón (1982) e Monte Pinatubo (1991–1993) também são excluídos das análises para evitar perturbações de anomalias incomuns no fluxo de carbono19. Durante todo o período de 1960 a 2018, o CGR está significativamente correlacionado com a temperatura tropical (RT,CGR = 0,64, P <0,01, coeficiente de correlação de Pearson) e WS tropical (RWS,CGR = −0,58, P <0,01) (Fig. 1a ). O sinal oposto nas duas relações sugere que condições climáticas mais quentes (anomalia positiva de temperatura) e mais secas (anomalia negativa de WS) geralmente atenuaram o sumidouro de carbono terrestre e, assim, aumentaram o crescimento atmosférico de CO2 nas últimas décadas. Há também uma pequena proporção de CGR que não se encaixa no padrão geral, sugerindo o papel de outros fatores, como emissões antropogênicas excepcionais (não lineares) ou sumidouros de carbono nos oceanos.