Dự báo khí CO 2 trong khí quyển sẽ ảnh hưởng như thế nào đến chu kỳ thủy văn, từ các dự báo thời tiết cực đoan đến các dự báo dài hạn về nông nghiệp và tài nguyên nước, là điều quan trọng cho cuộc sống hàng ngày và tương lai của hành tinh. Người ta thường nghĩ rằng thay đổi thủy văn là do lượng mưa và sự thay đổi do bức xạ gây ra bởi biến đổi khí hậu, và khi bề mặt đất điều chỉnh, nhiệt độ tăng lên và lượng mưa thấp hơn sẽ làm cho hành tinh trở nên khô hơn
Các nhà nghiên cứu thuộc trường Đại học Columbia đã phát hiện ra điều ngược lại, thảm thực vật đóng một vai trò chi phối trong chu trình nước của trái đất và các nhà máy sẽ điều chỉnh và thống trị sự áp lực ngày càng tăng đối với tài nguyên nước lục địa trong tương lai. Một nghiên cứu, do Pierre Gentine, phó giáo sư về kỹ thuật môi trường và đất đai tại Viện Kĩ thuật và Trái đất Columbia , đưa ra trong cuốn Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia.
Theo Gentine, nghiên cứu của họ tập trung vào mối quan hệ giữa thủy văn và khoa học khí quyển, tương tác đất, khí quyển , và tác động của nó đối với thay đổi khí hậu. “Đây có thể là một trò chơi thay đổi thực sự để hiểu những thay đổi về áp lực nước lục địa trong tương lai.”
Nhóm nghiên cứu của Gentine là người đầu tiên tách biệt phản ứng của thực vật khỏi sự phản ứng phức tạp của sự nóng lên toàn cầu, bao gồm các biến số giống trong chu trình nước như sự bốc hơi nước (nước bốc hơi từ bề mặt, từ đất cây và đất trống) và dòng chảy mặt. Bằng cách giải quyết sự phản ứng của thực vật đối với sự gia tăng CO2 toàn cầu từ các phản ứng trong khí quyển (khí nhà kính), họ đã có thể định lượng nó và thấy rằng thảm thực vật thực sự là yếu tố giải thích áp lực nước trong tương lai.
Leo Lemordant, nghiên cứu sinh tiến sĩ của Gentine và tác giả chính của bài báo nói: “Thực vật thực sự là bộ điều chỉnh nhiệt của thế giới. Chúng nằm trong trung tâm năng lượng và chu kỳ cacbon, khi chúng hấp thụ carbon từ khí quyển để phát triển, chúng giải phóng nước mà chúng lấy đi khỏi đất. Làm như vậy, chúng cũng làm mát bề mặt, kiểm soát nhiệt độ mà tất cả chúng ta đều cảm thấy. Bây giờ chúng ta có thể biết rằng thực vật?, hay lượng mưa hoặc nhiệt độ? sẽ cho chúng tôi biết liệu chúng ta sẽ sống một thế giới khô ráo hơn hay ẩm ướt hơn?
Để nghiên cứu, Gentine và Lemordant đã đưa ra các mô hình hệ thống trái đất với bề mặt riêng biệt (sinh lý thực vật) và phản ứng CO2 trong bầu khí quyển (bức xạ) và sử dụng một phân tích thống kê đa mô hình từ CMIP5, bộ thí nghiệm mô hình khí hậu phối hợp hiện nay dự án hợp tác cho Ban quốc tế về thay đổi khí hậu. Họ sử dụng ba lần chạy: chạy bằng CO2 ở lá cây và trong khí quyển, nơi mà chỉ có thực vật phản ứng với sự gia tăng CO2, và khi mà chỉ có khí quyển phản ứng với sự gia tăng CO2.
Kết quả cho thấy những thay đổi trong các yếu tố áp lực nước mạnh được cải tiến mạnh bởi các hiệu ứng sinh lý thực vật để phản ứng với CO2 gia tăng ở mức độ lá cây, cho thấy hiệu quả sinh lý của CO2 tăng lên khi khí quyển tăng lên trong chu trình nước. Phản ứng sinh lý CO2 có vai trò chi phối trong quá trình bốc hơi nước và có ảnh hưởng lớn đến lượng nước chảy và độ ẩm đất trong thời gian dài so với sự thay đổi bức xạ hoặc lượng mưa do lượng khí CO2 tăng.
Nghiên cứu này nhấn mạnh vai trò chính của thực vật trong việc kiểm soát phản ứng thuỷ văn trong đất liền và nhấn mạnh rằng chu trình cacbon và nước lục địa liên kết chặt chẽ với đất và phải được nghiên cứu như là một hệ thống liên kết với nhau. Nó cũng nhấn mạnh rằng các nhà thủy văn nên hợp tác với các nhà sinh thái học và các nhà khoa học khí hậu để dự đoán tốt hơn nguồn nước tương lai.
Gentine cho biết: “Các ảnh hưởng sinh học và các tương tác sinh quyển-khí quyển có liên quan là chìa khoá để dự đoán áp lực nước lục địa trong tương lai như là sự bốc hơi, thời gian chảy tràn, độ ẩm của đất, hoặc chỉ số diện tích lá. “Thay vào đó, sự áp lực về nước thực vật chủ yếu điều tiết sự hấp thụ carbon trong đất, nhấn mạnh thêm mức độ chặt chẽ của các chu trình carbon và nước trong tương lai để chúng không thể được đánh giá một cách độc lập.”
Gentine và Lemordant có kế hoạch để giải quyết thêm các hiệu ứng sinh lý khác nhau. Gentine cho biết: “Sự phản ứng của thực vật bản thân nó thực sự phức tạp”, “và chúng tôi muốn phân tích tác động của tăng trưởng sinh khối so với phản ứng của khí hậu.
James Randerson, giáo sư khoa học hệ thống trái đất, Đại học California, Irvine, người không tham gia nghiên cứu, nói: “Nghiên cứu này làm nổi bật nhu cầu quan trọng để nghiên cứu thêm về việc các nhà máy sẽ phản ứng như thế nào với việc làm tăng CO2 trong khí quyển. “Thực vật có thể có ảnh hưởng lớn đến khí hậu của đất đai, và chúng ta cần phải hiểu rõ hơn cách thức sẽ ứng phó với CO2, sự nóng lên và các dạng khác của sự thay đổi toàn cầu”.
Nguồn: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/04/180402160816.htm
