Klimatet påverkas av hur vi använder markerna
Forskare vid Lunds universitet har bidragit till att skapa en ny, uppdaterad version av en global klimatmodell som ska öka förståelsen för den globala uppvärmningen. Genom den nya modellen kan man nu titta på hur markanvändning och en förändrad växtlighet påverkar, och påverkas av, klimatförändringarna.
Det är första gången som vegetation och markanvändning, och i synnerhet på den här detaljerade nivån, finns med i den klimatmodellering som görs inom EC-Earth, en global klimat- och jordsystemsmodell där forskare från Lunds universitet är delaktiga.
– Nu kan vi göra riktade experiment för att förstå vilken betydelse markanvändning och dynamisk vegetation har för det globala klimatet, säger Paul Miller, lektor vid Institutionen för naturgeografi och ekosystemvetenskap vid Lunds universitet och forskare på Centrum för miljö- och klimatforskning, CEC, i Lund.
Växelverkan mellan klimat och växter
Vegetationen, eller växtligheten på jorden, påverkas när klimatet förändras. Men växtligheten påverkar i sin tur också klimatet. Dels handlar det om olika fysikaliska processer, som till exempel avdunstning och reflektionsförmåga. Dessa varierar beroende på typ av växtlighet i ett område. När det snöar kan till exempel en grässtäpp eller en tundra bli vit och reflektera solens strålar, vilket händer i mindre grad om ett område är skogbevuxet.
Dels handlar det om vegetationens roll i kolcykeln, det vill säga hur mycket koldioxid som når atmosfären efter utbyte via fotosyntesen och respiration med allt det som växer på land, och nedbrytning av kolet i jorden. Olika växtlighet och markanvändning ger olika påverkan på atmosfären. Skog brukar till exempel innehålla mer kol än en åker gör.
Med den nya modellen undersöker forskarna nu vilken roll den dynamiska vegetationen och markanvändning spelar i scenarier där vi fortsätter att leva som idag, utan att reducera våra koldioxidutsläpp, och andra där utsläppen minskas.
– Hur ser framtiden ut för Amazonas och skogen på norra halvklotet som är enorma landbaserade kolreservoarer? Kommer ekosystemen på land, som savanner och dessa skogar, att fortsätta att vara kolsänkor framöver, det vill säga ta upp kol från atmosfären? Kommer träd ta över den nuvarande tundran? Och hur påverkar allt detta den globala kolcykeln? säger Paul Miller, som även är koordinator för forskningsmiljön MERGE inom vilket projektet samordnas.
Kvävets roll under luppen
Med dynamisk vegetation menas förändring i växtligheten – träd och plantor växer och dör, konkurrerar med varandra, reagerar på störningar som exempelvis bränder, och ökar eller minskar i utbredning beroende på hur klimatet förändras. Men även tillgången på näring, och då framförallt kväve, har betydelse.
– Med ett ändrat klimat kan nya områden bli potentiella för vegetation, men finns där ingen näring för växterna så kan de inte överleva, förklarar David Wårlind, forskare i naturgeografi som särskilt fokuserat på kvävecykelns roll i modellen. Även detta – att kvävecykeln finns med – är smått unikt. I underlaget till den senaste rapporten från FN:s klimatpanel fanns bara resultatet av två sådana klimatmodelleringar med.
Tidigare har andra klimatmodeller, med en enklare representation av vegetation, visat att förändringar av växtlighet och markanvändning kan leda till betydande, extra temperaturförändringar regionalt. I modellen från Lund arbetar forskarna med en helt ny detaljnivå när det gäller vegetationen. Man simulerar nästan på individnivå, det vill säga varje åldersklass av träd.
Atmosfär land och hav sammanflätade
– Det är unikt med en så pass detaljerad beskrivning av vegetation, säger Paul Miller.
Även jordbruks- och betesmark finns för första gången med. Sammantaget hoppas Paul Miller att Lundaforskarnas bidrag ska leda till mer realistiska framtidsscenarier framöver och förbättrad förståelse för klimatförändringarna i allmänhet.
– All den information vi får kan hjälpa oss att komma med bättre lösningar när det gäller utsläpp och markanvändning för att vända utvecklingen med den globala uppvärmningen, säger han.
Han får medhåll av kollegan Lars Nieradzik, forskare i naturgeografi som också arbetat med modellen. Att ha med alla komponenter som påverkar klimatet i en gemensam modell, och inte separera dem, är egentligen det enda rimliga eftersom atmosfär, land och hav är sammanflätade i verkligheten, understryker han.
– Att kunna simulera världens ekosystem på ett mer realistiskt sätt i klimat- och jordsystemsmodeller är av yttersta vikt eftersom det faktiskt är det enda redskap vi har för att kunna uppskatta framtidens klimat.
Gemenskap kring klimatmodellering
EC-Earth är ett europeiskt konsortium som gör det möjligt för forskare från hela Europa att samverka kring klimatmodellering. Enskilda länder har sällan möjlighet att på egen hand göra de omfattande datasimuleringar som krävs.
Forskare vid Institutionen för naturgeografi och ekosystemvetenskap i Lund, tillsammans med SMHI, medverkar i EC-Earths klimatmodellering, bland annat genom det strategiska forskningsområdet MERGE som koordineras av Centrum för miljö- och klimatforskning, CEC, Lunds universitet.
Forskarna i Lund har specifikt bidragit med modellen LPJ-GUESS som kan simulera detaljerad vegetation och markanvändning. Genom att använda den i EC-Earths klimatmodellering bidrar de med ny kunskap om vegetationens och markanvändningens betydelse för det globala klimatet.
Alla resultat man får fram är ett bidrag till CMIP6, en sammanställning av resultat från en rad olika globala klimatmodeller. Resultaten utgör underlag för de rapporter som sammanställs av FN:s globala klimatpanel (IPCC).
