El agua y la temperatura, claves para controlar los sumideros de carbono

Un equipo internacional de científicos, con la participación del físico Gustau Camps-Valls de la Universidad de Valencia (UV), acaba de proporcionar una nueva visión a la investigación en torno a los sumideros de carbono terrestres, esenciales para la disminución de CO₂ en la atmósfera.

Los resultados del trabajo, liderado por el Instituto Max Planck (Alemania) y publicado en la revista Nature, determinan que el agua es tan importante a escala local y regional como lo es la temperatura a escala planetaria global. En concreto, a pesar de que el flujo de CO₂ existente entre la biosfera terrestre y la atmósfera responde de manera más significativa a los cambios globales de temperatura, el factor dominante en la regulación de los sumideros de carbono, a escala local, sería la disponibilidad de agua en el suelo.

En la actualidad, los ecosistemas terrestres absorben alrededor de una cuarta parte de todo el dióxido de carbono de origen humano emitido a la atmósfera. El cambio climático se asocia al aumento de las concentraciones de dióxido de carbono atmosférico (CO₂) y al calentamiento consiguiente. Sin embargo, la tasa de crecimiento anual de CO₂, que se ha medido en la atmósfera durante las últimas décadas, varía en gran medida de un año a otro. Estas variaciones tienen que ver con las fluctuaciones en la absorción de carbono por los ecosistemas terrestres, impulsadas por la variabilidad natural del sistema climático.

En este contexto, las discusiones sobre si es la temperatura o la disponibilidad de agua lo que controla estas variaciones han sido muy controvertidas. Diferentes estudios han relacionado estos cambios interanuales del balance de carbono con las temperaturas globales o tropicales, mientras que otros han sugerido que la mayor variabilidad del balance de carbono se ve en las regiones con una fuerte limitación en agua, como por ejemplo las zonas desérticas.

"Explicar esa variabilidad interanual ha sido un problema no resuelto hasta ahora; y ‘este artículo ha reconciliado ambas visiones antagónicas", comenta Gustau Camps-Valls, profesor titular del Departamento de Ingeniería Electrónica de la UV e investigador del Image Processing Laboratory (IPL), en el Parc Científic de la institución académica.

"Para el estudio aplicamos dos tipos de modelo independientes; por un lado, modelos basados en aprendizaje estadístico –como por ejemplo redes neuronales–, y por otro, modelos físicos para analizar a escala local y global el efecto de las variaciones de temperatura y la disponibilidad de agua a lo largo de todo el ciclo de carbono", señala Camps-Valls, quien ha participado activamente en la primera de las aproximaciones.

Disponibilidad de agua local y variabilidad del CO₂

El equipo descubrió que, a escala local, la disponibilidad de agua es la causa más dominante de la variabilidad interanual, tanto de la absorción de CO₂ por las plantas, mediante la fotosíntesis, como de la liberación de CO₂ de las plantas al respirar. Sin embargo, la variabilidad a escala global se asocia principalmente a las fluctuaciones de temperatura, según la investigación.

"Lo que parece bastante paradójico a primera vista se puede explicar muy bien al analizar las variaciones espaciales y temporales de las interacciones biosfera-atmósfera", explica Martin Jung, autor principal del artículo. ‘Hay dos efectos compensatorios de la disponibilidad de agua tanto a escala local como global. Mientras que a escala local hay una compensación temporal, a escala global las anomalías de la disponibilidad de agua se compensan de manera espacial’.

El trabajo, realizado por un equipo internacional de 24 científicos, no solo aporta luz sobre los hallazgos previamente contradictorios, sino que el resultado apunta también a la necesidad de investigar de qué manera la relevancia de las variables climáticas cambia a través de diferentes escalas espaciales y temporales, y más aún en las condiciones actuales de calentamiento global.