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Un modello di ecosistema innovativo fa luce sui cambiamenti climatici nell’Artico

Un progetto finanziato dall’UE incentrato sulle emissioni di composti organici volatili biogenici si è prefisso di risolvere uno dei principali enigmi riguardo il ruolo dell’Artico nei sistemi climatici regionali e globali, con l’obiettivo di contribuire a migliorare le previsioni sul riscaldamento del clima.

Cambiamento climatico e Ambiente

Negli ultimi decenni l’Artico si è riscaldato a un ritmo senza precedenti, molto più velocemente rispetto a qualsiasi altro luogo del pianeta, una tendenza che ne ha alterato drasticamente gli ecosistemi. I cambiamenti indotti dal riscaldamento nelle piante e nel permafrost avvenuti in questa regione possono influenzare in maniera sostanziale le emissioni di composti organici volatili biogenici (BVOC). I BVOC, che vengono rilasciati da piante e suolo, sono reattivi nell’atmosfera e incidono notevolmente sulla qualità dell’aria, sul clima e sui processi ecosistemici. Inoltre, influenzano i sistemi climatici modificando le composizioni atmosferiche. Molte osservazioni effettuate sul campo e in laboratorio delle emissioni di BVOC nell’Artico prodotte da piante e suoli, tuttavia, non sono presenti nelle stime proposte dai modelli all’avanguardia. Per affrontare questo problema, il progetto MABVOC, finanziato dall’UE e sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie (MSCA), ha integrato le dinamiche relative ai BVOC basate su osservazioni sul campo in un modello di ecosistema su larga scala, LPJ-GUESS. Il gruppo di ricerca ha applicato questo modello allo scopo di realizzare stime e previsioni più precise delle emissioni di BVOC nella regione panartica. «Mediante il progetto, ci auguravamo di comprendere meglio gli schemi con cui vengono generate le emissioni di BVOC nell’Artico, nonché le relative entità», conferma il borsista MSCA Jing Tang.

Scoperte chiave sui BVOC

«Abbiamo scoperto che l’attuale riscaldamento climatico da solo incrementa considerevolmente le emissioni di BVOC prodotte nell’Artico», osserva la coordinatrice del progetto, Riikka Rinnan. Il progetto ha scoperto che il riscaldamento è in grado di aumentare direttamente le emissioni di BVOC stimolando i processi fotosintetici, ma che può anche influenzare indirettamente l’entità e la speciazione chimica delle emissioni attraverso l’allungamento della stagione di crescita e l’alterazione della composizione e della biomassa delle piante. «In seguito a una modellizzazione su un periodo di 14 anni, abbiamo compreso che gli impatti diretti del riscaldamento hanno incrementato le emissioni di BVOC più di quanto lo abbiano fatto gli impatti indiretti. Per il resto di questo secolo, la futura traiettoria delle emissioni di BVOC nella regione dell’Artico è in gran parte guidata dalla crescente entità delle temperature e della concentrazione di CO2 atmosferica», riferisce Rinnan. Concentrando l’attenzione sui BVOC, MABVOC ha effettuato una vasta revisione della letteratura in merito all’attuale comprensione dei processi a essi associati. In base ai successivi risultati, il progetto ha sintetizzato le fonti e i pozzi dei BVOC tra i suoli e l’atmosfera in diversi ecosistemi e ha elencato i composti che vengono solitamente registrati mediante le osservazioni a livello di sito. MABVOC è stato quindi in grado di proporre un quadro di modellizzazione generica al fine di descrivere le emissioni di BVOC dal suolo nei modelli di ecosistema. Questo quadro di modellizzazione rappresenta un passo importante verso lo sviluppo di esercizi di modellizzazione sui flussi di BVOC dal suolo, che attualmente non sono tenuti in considerazione nei modelli di ecosistema su larga scala. Tang osserva: «L’opportunità di lavorare a stretto contatto con colleghi che hanno effettuato misurazioni nell’Artico ci ha consentito di collegare e ridimensionare i dati a livello di sito agli schemi su larga scala modellizzati. Inoltre, il quadro che abbiamo proposto per modellare i flussi di BVOC dal suolo comprendeva anche il punto di vista delle osservazioni e integrava inoltre i concetti di modellizzazione generica integrati».

Il lavoro continua

«Ci troviamo nella fase di quantificare ulteriormente gli impatti esercitati dalle emissioni di BVOC dall’ecosistema sulla chimica atmosferica che caratterizza la regione dell’Artico, con l’obiettivo di sfruttare le informazioni sulle emissioni aggiornate acquisite da questo progetto», conclude Tang. Nel frattempo, il progetto inizierà a raccogliere una maggiore quantità di dati sulle misurazioni dei BVOC dal suolo allo scopo di mettere a disposizione un modello su tali BVOC basato sui processi, così da quantificare e comprendere meglio il ruolo dei suoli nelle emissioni ecosistemiche.

Parole chiave

MABVOC, BVOC, emissioni, Artico, suolo, emissioni di BVOC, modello di ecosistema, composto organico volatile biogenico, riscaldamento climatico

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