Ağaç dikme, çok sayıda çevre ve iklim kampanyasının mihenk taşıdır ve bunun görünüşte iyi ve mantıklı sebepleri vardır: Bitkiler fotosentez yaptıklarında, karbondioksiti oksijenle değiştirirler.

İklim değişikliğiyle mücadele için ağaç dikme gerçeği biraz daha karmaşık. Yanlış ağaçları yanlış yerlere dikmek, çevreye yarardan çok zarar verebilir. Ağaçlandırmanın gerekli tarımla çok fazla rekabet edip etmeyeceği veya tamamen olgunlaşması bir asır sürebilen ağaçların en yüksek karbon alım potansiyeline yeterince hızlı ulaşıp ulaşmayacağı konusunda devam eden bir tartışma var . Ve NASA'nın California, Pasadena'daki Jet Propulsion Laboratuvarı'nda kıdemli bir bilim adamı olan Sassan Saatchi'nin dediği gibi , ağaç dikmek asla fosil yakıt emisyonlarını azaltmanın yerini alamaz.

Ancak, iklim değişikliğinin etkileriyle mücadele etmek için yeniden bitkilendirmeyi kullanmanın yaygın olarak dikkate alınmayan başka sınırları da var.

Atmosfer bilimcilerinden oluşan bir ekip, atmosferdeki yüksek karbondioksite yanıt veren bitkilerin bölgesel sel riskini artırabileceğini, bazı durumlarda dramatik bir şekilde artırabileceğini keşfetti . Daha önce, hakim olan düşünce, bitkilerin buharlaşma-terleme oranının (karbon dioksit ve suyu oksijenle değiştirme süreci) atmosferik karbondioksit seviyeleriyle aynı hızda artacağıydı. Gerçekte, buğday, pirinç ve pamuk gibi tarımsal bitkiler ve ağaçların çoğu, emisyonlar yükseldikçe su buharı salımı platosunu görme olasılığı daha yüksektir. Bu, potansiyel olarak aşırı doymuş topraklara, artan sel risklerine ve karmaşık su yönetimi ve afet planlamasına yol açabilir.

Bitki Bilimi

Bitkinin ne kadar su saldığı , stoma iletkenliği adı verilen bir süreçle ne kadar karbondioksit emdikleriyle doğrudan bağlantılıdır . Washington Üniversitesi'nde profesör ve yukarıda bahsedilen projedeki araştırmacılardan biri olan Abigail Swann, bitkilerin havadaki karbondioksit miktarına bağlı olarak stomalarının ne kadar açılıp kapandığını değiştirdiğini açıklıyor. Atmosferde daha fazla karbondioksit olduğu için, bitkilerin fotosentetik ihtiyaçlarını karşılamak için yeterli miktarda karbondioksit almak için stomalarını bu kadar geniş açmaları gerekmez.

Bu özellik, bitkilerin kuraklık koşullarında hayatta kalmasına yardımcı olur. Swann'ın belirttiği gibi, bitkiler için "karbon elde etmek için su kaybetmenin bir maliyeti var." Ancak su kıtlığından muzdarip olmayan bölgelerde, yüksek karbondioksit seviyeleri, bitkilerin normalden daha az su vermesine ve potansiyel olarak yakındaki toprakların tehlikeli bir şekilde doymuş hale gelmesine neden olabilir . Gidecek başka hiçbir yer olmadığından, gelen yağmur suları yakınlarda sele neden olabilir.

Ulusal Atmosfer Araştırmaları Merkezi'nden bir bilim adamı olan Meg Fowler, kendisinin ve araştırmacı arkadaşlarının, meslektaşı Gabe Kooperman'ın küresel iklim modellerinde karbondioksit girdileri üzerinde deneyler yaptığında bu etkinin ne kadar güçlü olabileceğini keşfettiğini söylüyor. Georgia Üniversitesi'nde profesör olan Kooperman'ın hatırladığı gibi, orijinal araştırmasının amacı, bitkilerin su buharı salımının yerel veya bölgesel yağışları nasıl etkilediğini görmekti. Atmosferdeki sanayi öncesi karbondioksit seviyelerini dört katına çıkarırlarsa, Güneydoğu Asya gibi bölgelerde bitki kaynaklı yağışların muazzam bir şekilde arttığını buldular.

Sanayi öncesi karbondioksit konsantrasyonlarının dört katına çıkması, iklim bilimcilerin bu yüzyılın sonu için çok yüksek bir emisyon senaryosunu temsil etmelerinin yaygın bir yoludur. Bu yöntem, her yıl atmosferik karbondioksitte yaklaşık yüzde bir artış sağlar. Sonuç, en kötü durum emisyon senaryosunda 2100'de görebileceğimiz atmosferik karbondioksit konsantrasyonlarıdır.

Sıcak, yağışlı bölgeler en çok etkilenecek

Dört katına çıkan karbondioksit konsantrasyonları altında, bitkiler toprak nemini o kadar artırabilir ki bölgesel 100 yıllık taşkın sıklığını değiştirebilirler . Bunun birçok yüksek nüfuslu, zaten sele eğilimli bölge için korkunç etkileri olabilir .

Bu bölgesel farkın çoğu, farklı bitkilerin nasıl fotosentez yaptığından kaynaklanmaktadır. Bitkiler, fotosentetik makinelerinin özelliklerine göre iki kategoriye ayrılabilir: C3 ve C4 . Bu iki bitki türü, fotosentez yaparken farklı enzim süreçleri kullanır. Bu, karbondioksit konsantrasyonlarına farklı tepki vermelerine neden olur. C3 bitkileri, yüksek karbondioksit konsantrasyonlarına daha güçlü tepki verir ve yeterli karbondioksit aldıklarında stomalarını daha kolay kapatır. Ek olarak, C3 bitkilerinin fotosentez yapma şekli, onları sıcak ve kuru koşullarda çok daha az dayanıklı hale getirir. Bu, yüksek sel riskinin suçluları olan C3 bitkilerinin yağmurlu, sıcak iklimlerde daha yaygın olduğu anlamına gelir.

Tek başına bitki etkileri, Güneydoğu Amerika Birleşik Devletleri'ndeki 100 yıllık sel dönüş süresini 25 yıla çıkarır. 100 yıllık bir sel olayının yıllık yüzde bir olma şansı vardır. 25 yıllık bir geri dönüş süresi bu olasılığı dört katına çıkarır. Güneydoğu Avustralya'daki yoğun nüfuslu bölgelerde geri dönüş süresi 5 yıla, yani 20 kat daha yüksek bir olasılığa düşebilir.

Modellerimizdeki kör noktalar

Potansiyel bir akış riski olarak stoma iletkenliği üzerine yapılan araştırmalar nispeten yenidir; bu, küresel iklim modellerinin sel riskini nasıl değerlendirdiği anlamına gelir. Ek olarak, iklim değişikliklerine bitki örtüsü tepkilerinin modellenmesi belirsiz olabilir.çünkü bitki gelişimi, besin ve su mevcudiyeti gibi birden çok (bazen rekabet eden) faktöre bağlıdır. Swann'ın açıkladığı gibi, küresel iklim modelleri genellikle bitkilerin rolünün - bu durumda stoma iletkenliği ve bunun sonucundaki buharlaşma-terlemenin - "sabit kalacağını" varsayar. Burada "sabit", bitkilerin evapotranspirasyon oranının karbondioksit konsantrasyonları arttıkça arttığı anlamına gelir. Ancak C3 tesislerinde durum her zaman böyle değildir. Kooperman'ın belirttiği gibi, "bitki örtüsü etkilerini temsil etmeyen bir hidrodinamik modelde çalışıyorsanız, o zaman sürecin o kısmını kaçıracaksınız."

Dünya henüz dört katına çıkmış karbondioksit konsantrasyonlarında değil, ancak diğer araştırmalar , stoma iletkenlik etkilerinin, emisyonlar arttıkça 20. yüzyılda nehir akışını zaten artırdığını gösterdi. Kooperman, bu gerçeği fark etmenin "gelecekte sel projeksiyonu çalışmaları yapan insanları bu etkiyi hesaba kattıklarından emin olmak için" motive etmesi gerektiğini söylüyor.

"Bence [bu], bu taşkınlarla başa çıkmak için ne tür bir altyapıya ihtiyacımız var gibi bir adımdaki bir bağlantı olabilir" dedi.

Modellemeyi uygulamaya koymak

Amerika Birleşik Devletleri'nde, federal kurumlar şiddetli sel olaylarına yanıt vermek ve bunlara hazırlanmak için genellikle uyum içinde hareket eder. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki birincil taşkın tahmin aracı Ulusal Su Modeli'dir .

Ulusal Su Modeli, Amerika Birleşik Devletleri kıtasındaki 3.400'den fazla yerden bilgi alır. Yağış yoğunluğu, rezervuar seviyeleri, nehir ve akarsu seviyeleri ve özellikle toprak nemi gibi parametreler, Ulusal Su Modeli'nin taşkın koşullarını simüle etmesine izin verir. Ulusal Su Modeli'ne güç veren hidrolojik model, hem toprak nemini hem de bitki buharlaşma-terlemesini dikkate alır - karbon emisyonlarındaki uzun vadeli değişikliklere yanıt verdiği için ikincisini dikkate almaz.

Swann'a göre hidrolojik modeller, buharlaşma-terleme denkleminin bitki tarafına dayalı, ancak durağan bir şekilde "hidroloji hakkında varsayımlar" yapıyor. Yerel hidroloji üzerindeki değişen biyolojik etkilerin eksik değerlendirmeleri, aşağı yöndeki federal tepkileri etkileyebilir.

Ulusal Oşinografi ve Atmosfer İdaresi (NOAA) selin yerini ve şiddetini tahmin etmede ağır işi üstlenirken, Federal Acil Durum Yönetim Ajansı (FEMA) bir sel geldiğinde acil durum müdahalesini sağlar. Yanıtları, NOAA gibi diğer kurumlar tarafından sağlanan sel modellemesine ve tahminine dayanıyor. FEMA'nın Risk Yönetimi Direktörlüğünde Haritalama Teknolojisi Uzmanı Paul Rooney'e göre ajansı, taşkın risk modellerini besleyen klimatolojik ve meteorolojik bilgileri toplarken genellikle ortak ajanslara bakıyor .

"Bu etkilerin ne olacağını tahmin edecek iklim bilimcileri olmak zorunda değiliz," diye açıkladı. "NOAA'ya ve [ United States Geological Survey ]'e ya da bunların ne olabileceğine dair bir tür hükümet konsensüsüne gideceğiz ."

Amerika'da fabrikaların artan sel şiddeti açısından, federal kurumların bunu gözden kaçırması muhtemeldir. Kooperman, yakın vadede bunun büyük bir sorun olmayabileceğini düşünüyor.

Kooperman, "Şu anda sahip olduğumuz CO2 tepkisi, bu simülasyonlarda kullandığımızdan çok daha düşük" olduğu için araştırmacıların stoma iletkenliğinden kaynaklanan mevcut riski henüz ölçemediklerini belirtiyor. Ancak önceki araştırmaların gösterdiği gibi, nehir akışı üzerindeki etki geçmişte dikkate değerdi. Ve emisyonlar arttıkça, bitkilerin sel denklemindeki rolü de artacaktır.

Araştırmacılar, tesisin sel şiddeti üzerindeki etkilerinin tam resmine hâlâ sahip değiller, ancak karbon emisyonlarının devam eden artışı, emisyonların kontrol altına alınması veya sınırlandırılması durumunda olduğundan daha öngörülemeyen riskler sunacak. Bu belirsizlikleri hesaba katsak bile, bitki örtüsü, taşkın riskleri üzerinde çok daha büyük etkiye sahip olan çıplak zemin veya kaldırım gibi geçirimsiz yüzeylerden daha iyidir .

Bitkilerin gelecekteki taşkın riski senaryolarını ne ölçüde etkilediğinin gerçek boyutunun yakalanması, araştırmacıların ve modellerin Dünya sistemini, girdilerin dinamik olduğu ve birbiriyle konuştuğu bir sistem olarak ele almasını gerektirir. Fowler, artan karbondioksit seviyeleri ve sel risklerine ilişkin araştırmadan elde edilen en büyük çıkarımın, "her birimizin bir siloda çalışıp tek bir şey üzerinde çalışmasının aksine, etkileşimli bir Dünya sisteminin önemini iletmek" olduğunu söyledi.