Meer CO2 leidt tot minder wolken

Bericht uitgegeven op [publicatiedatum]

De stijgende concentratie koolzuurgas (CO2) in de atmosfeer brengt met zich mee dat planten minder water gaan verdampen. Op grote schaal betekent dit dat er minder wolken zullen ontstaan. Dat is de bevinding van een onderzoeksteam van Wageningen University en de Max Planck Instituten voor Chemie en voor Meteorologie in Duitsland in een studie die is verschenen in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Geoscience. Het team toont in een nieuw atmosfeermodel een zichzelf versterkende terugkoppeling aan in het klimaatsysteem.

Warme lucht kan meer water bevatten dan koude lucht. Wanneer de temperatuur van de atmosfeer onder invloed van het broeikaseffect stijgt zal ook de vochtcapaciteit van de atmosfeer toenemen. Planten vormen een grote leverancier van dat vocht. Maar hun bijdrage is bij een hoger CO2-gehalte van de atmosfeer lager dan verwacht. De bladeren die van minuscule poriën - huidmondjes of stomata - zijn voorzien, sluiten zich namelijk wanneer het koolzuurgasgehalte in de omringende lucht stijgt. Het sluiten belet het water in de bladeren te verdampen. In een bosgebied met de miljarden en miljarden zich sluitende huidmondjes blijft het vochtgehalte zo laag dat de overdag opstijgende lucht minder wolken zal vormen. Wolken kaatsen zonlicht gemakkelijk terug, zodat bij een opklarende hemel meer zonlicht de aardbodem bereikt en die zal opwarmen. Doordat warmere lucht nabij het aardoppervlak ook meer atmosferische turbulentie veroorzaakt wordt er per saldo meer warmte, maar minder vocht getransporteerd. De aarde en de atmosfeer warmen dus op door hun reactie op de hogere CO2-niveaus, concluderen de onderzoekers die voor dit onderzoek gebruikmaakten van een nieuw computermodel CLASS.

Het onderzoeksteam komt tot dit resultaat bij hun poging om het effect van de voorziene CO2-stijging op de wolkenvorming in gematigde streken, zoals Nederland, in kaart te brengen. Met name keken de geofysici naar de rol van de vegetatie. Het team gebruikte daartoe het in Wageningen ontwikkelde computermodel CLASS dat rekening houdt met de bodem, waterkringloop, atmosfeer èn de groei van planten.

Het team stopte drie scenario’s in het computermodel. Een verdubbeling van CO2 in de atmosfeer (van het jaar 2003) tot 0,075 %, een wereldwijde temperatuurstijging van 2 graden Celsius en een scenario met beide verhogingen, zoals het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) die verwacht voor het jaar 2100. Het model brengt in beeld hoe geringe wijzigingen op lokale en dagelijkse schaal, via een cascade aan processen uitmondt in invloed op grote schaal.

Het scenario met een verdubbeld CO2-niveau toont hoe de cascade vrij onschuldig begint met de fysiologische reactie van planten op het hogere CO2-gehalte: de huidmondjes sluiten zich om het proces van fotosynthese in de plant te optimaliseren. In het scenario met alleen een hogere temperatuur gebeurt dat niet, zodat de temperatuurstijging alleen geen extra opwarming veroorzaakt. Het team heeft dus een feedbackmechanisme van het klimaatsysteem gevonden dat zichzelf versterkt.

Het derde scenario met een hogere temperatuur èn een verdubbeld CO2-gehalte geeft aanleiding te verwachten dat planten sneller groeien en de atmosfeer meer water bevat. Toch zijn beide effecten slechts ten dele in staat de reductie van de wolkenvorming te compenseren, zegt de Wageningse onderzoeker Jordi Vilà. Uit berekeningen volgt dat de verdamping met 15 % daalt, zodat de onderste luchtlaag van de atmosfeer waarin zich alle leven bevindt enigszins uitdroogt en zich minder wolken vormen.

Het onderzoeksteam wil in de toekomst hun onderzoek ook in de tropen testen. Daarvoor hebben zij het Amazone-gebied op het oog.

Publicatie
Modelled suppression of boundary-layer clouds by plants in a CO2-rich atmosphere Jordi Vilà-Guerau de Arellano, Chiel C. van Heerwaarden en Jos Lelieveld Nature Geoscience, 10.1038/ngeo1554 (online)

Bron: Persbericht Wageningen University
Foto: Bart van Stratum