Le foreste e le praterie dell’Africa tropicale settentrionale ne assorbono più o meno la stessa quantità diossido di carbonio nella stagione delle piogge mentre vengono rilasciati nella stagione secca, secondo un nuovo studio basato sulle osservazioni degli aerei.
I risultati contraddicono ricerche precedenti che si basavano su dati satellitari e avevano scoperto che questi ecosistemi africani potrebbero aggiungere nell’atmosfera una quantità di carbonio significativamente maggiore di quella che ne assorbono nel corso di un anno.
Pennacchi di combustione di biomassa africana visti dall’ala del DC-8 della NASA mentre scende sull’Isola dell’Ascensione durante la missione ATom-1. Credito: Samuel Hall, NSF NCAR
La ricerca, pubblicata sulla rivista Cicli biogeochimici globali, evidenzia la difficoltà di misurare l’anidride carbonica dallo spazio e la necessità di osservazioni più frequenti e approfondite sia dall’aria che da terra.
La ricerca è stata condotta dal Centro nazionale per la ricerca atmosferica della National Science Foundation statunitense (NSF NCAR).
“Questi risultati ci aiutano a comprendere meglio come il carbonio si muove attraverso il nostro complesso sistema terrestre, il che è fondamentale per proiettare con precisione gli impatti delle continue emissioni di gas serra da parte della società”, ha affermato Benjamin Gaubert, scienziato della NSF NCAR, che ha guidato lo studio. “È anche un’ottima notizia il fatto che l’Africa tropicale settentrionale non sia la grande fonte di carbonio suggerita dalle osservazioni satellitari”.
Il gruppo di ricerca NSF NCAR era interessato a verificare se i flussi implicati dalle osservazioni satellitari del biossido di carbonio sull’Africa tropicale settentrionale nelle ricerche precedenti fossero corretti. Il lavoro precedente, che utilizzava dati satellitari sulla terraferma, suggeriva che gli ecosistemi della regione fossero una significativa fonte netta di anidride carbonica, rilasciando potenzialmente più di un miliardo di tonnellate di carbonio nell’atmosfera ogni anno. Tale importo equivale a circa il 10% delle emissioni annuali derivanti dalla combustione di combustibili fossili.
La possibilità che questi ecosistemi costituissero una fonte di carbonio così grande è stata una sorpresa e ha messo in discussione la comprensione esistente della comunità scientifica del ciclo del carbonio terrestre. Il nuovo studio ha cercato di determinare se la comprensione esistente del ciclo del carbonio fosse errata o se le stime basate sulle osservazioni satellitari fossero distorte.
Una comprensione accurata del ciclo del carbonio è fondamentale per prevedere come cambierà il clima e anche per misurare il successo degli sforzi di riduzione del carbonio. Sebbene le emissioni di gas serra stiano causando un aumento della concentrazione di anidride carbonica nell’atmosfera, l’entità di tale aumento dipende non solo dalla quantità di carbonio emesso, ma anche dalla quantità di carbonio assorbito e rilasciato dall’oceano e dalla superficie terrestre.
Le foreste, ad esempio, assorbono il carbonio atmosferico mentre crescono, ma gli alberi emettono carbonio anche quando bruciano o si decompongono. Allo stesso modo, gli oceani del mondo agiscono come un deposito netto di carbonio, ma la superficie dell’oceano scambia continuamente carbonio con l’atmosfera, assorbendo e rilasciando il gas a seconda della fotosintesi delle alghe, della temperatura e di altri fattori.
Ma è stato scientificamente impegnativo determinare dove siano le fonti e i pozzi di carbonio, quanto carbonio viene scambiato e quando. Ciò è dovuto, in parte, alla scarsità di osservazioni locali di biossido di carbonio nell’atmosfera, soprattutto in molte regioni del sud del mondo.
Per integrare le osservazioni locali, gli scienziati si sono rivolti a strumenti satellitari, che consentono una visione globale. Ma misurare l’anidride carbonica con la necessaria precisione dallo spazio è difficile. Ad esempio, gli aerosol nell’atmosfera, che possono essere prodotti dalla combustione di biomassa e dai processi industriali, confondono la capacità di un satellite di recuperare con precisione le concentrazioni di anidride carbonica. A causa di questa e di altre sfide, è importante verificare i dati satellitari con osservazioni aeree e da terra.
Per il nuovo studio, il gruppo di ricerca si è basato sulle misurazioni aeree dell’anidride carbonica raccolte durante la missione di tomografia atmosferica (ATom) della NASA. Queste misurazioni sono state effettuate durante quattro missioni globali della durata di un mese, una per ogni stagione, tra il 2016 e il 2018.
Le misurazioni includevano transetti sull’Oceano Atlantico sottovento all’Africa. I ricercatori hanno confrontato queste osservazioni con le concentrazioni di anidride carbonica che i modelli si aspetterebbero negli stessi luoghi se la ricerca precedente fosse corretta.
Hanno scoperto che le osservazioni degli aerei erano inferiori alle concentrazioni previste dai modelli. In effetti, le misurazioni effettuate dagli aerei hanno indicato emissioni nette di carbonio quasi neutre dall’Africa tropicale settentrionale, indicando che le misurazioni satellitari effettuate del biossido di carbonio atmosferico nella regione durante la stagione secca sono troppo elevate.
Tuttavia, gli autori hanno notato che i dati sul biossido di carbonio provenienti dai satelliti hanno migliorato le stime del flusso di carbonio per l’Africa tropicale settentrionale in altre stagioni e che le correzioni ai dati satellitari continuano a migliorare nel tempo. Sia le osservazioni effettuate dall’aereo che quelle satellitari concordavano sul fatto che durante la stagione delle piogge veniva assorbita una quantità maggiore di anidride carbonica, e ne veniva rilasciata una quantità maggiore anche durante la stagione secca, rispetto a quanto i ricercatori avevano precedentemente dedotto dalle sole osservazioni di superficie.
Vi è una crescente urgenza di sviluppare sistemi di monitoraggio completi per supportare la pianificazione e la convalida degli sforzi di mitigazione dei gas serra, come dimostrato nel documento della Casa Bianca Strategia nazionale per promuovere un sistema integrato di misurazione, monitoraggio e informazione dei gas serra negli Stati Uniti, uscito a novembre. Il successo di questi sforzi dipenderà dalla nostra capacità di tenere conto in modo più accurato dello scambio di anidride carbonica con i componenti naturali del sistema Terra, come avanzato da questo studio. Questa ricerca evidenzia, in particolare, il valore delle osservazioni aeree.
“Gli aerei hanno un valore inestimabile per campionare l’interno dell’atmosfera”, ha affermato lo scienziato Britton Stephens della NSF NCAR. “Ci aiutano a creare un collegamento tra le osservazioni dell’anidride carbonica da terra e quelle satellitari, e ci aiutano a superare i limiti di entrambe”.
Informazioni sullo studio:
Titolo: Scambio neutrale di CO2 dell’Africa tropicale tropicale stimato da osservazioni aeree e satellitari
Autori: Benjamin Gaubert, Britton B. Stephens, David F. Baker, Sourish Basu, Michael Bertolacci, Kevin W. Bowman, Rebecca Buchholz, Abhishek Chatterjee, Frédéric Chevallier, Róisín Commane, Noel Cressie, Feng Deng, Nicole Jacobs, Matthew S. Johnson, Shamil S. Maksyutov, Kathryn McKain, Junjie Liu, Zhiqiang Liu, Eric Morgan, Chris O’Dell, Sajeev Philip, Eric Ray, David Schimel, Andrew Schuh, Thomas E. Taylor, Brad Weir, Dave van Wees, Steven C. Wofsy , Andrew Zammit-Mangion e Ning Zeng
Rivista: Cicli biogeochimici globali
Fonte: UCAR
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