I 2018 opplevde Europa en av de verste tørkeperiodene i det 21. århundre. En usedvanlig lang periode med høye temperaturer og lite nedbør førte til at planter og trær visnet og døde i stor skala. Det betød også at den europeiske vegetasjonen ikke tok opp noe CO2 fra atmosfæren det året.
– Den omfattende hetebølgen og tørken i 2018 hadde negativ innvirkning på vegetasjonen over hele Vest- og Nord-Europa. Konsekvensen var at trærne og plantene det året ikke tok opp noe CO2 fra atmosfæren, som ellers normalt ville skjedd, forklarer Dr. Rona Thompson.
Thompson er seniorforsker ved NILU – Norsk institutt for luftforskning og hovedforfatter av en nylig publisert artikkel i et spesialnummer av Philosophical Transactions of the Royal Society B. Utgaven fokuserer på effekten av tørken i 2018, med utgangspunkt i data fra ICOS (se faktaboks nedenfor).
CO2-sluket tørker inn
Landbiosfæren tar opp CO2 fra atmosfæren gjennom fotosyntese og frigjør den igjen gjennom respirasjon. I Europa er for tiden opptaket (som også kan kalles «primærproduksjonen») så vidt større enn utslippene, noe som gir et «sluk» av CO2 fra atmosfæren. Dette sluket motvirker delvis (6%) mengden CO2 som slippes ut fra menneskelig aktivitet i Europa, da spesielt fra fossilt brensel. Forskjellen mellom CO2-opptaket og den totale respirasjonen kalles netto økosystem-utveksling (Net Ecosystem Exchange), NEE. En positiv NEE indikerer at CO2 går fra landbiosfæren til atmosfæren, mens negativ NEE betyr at CO2 går fra atmosfæren til landbiosfæren.
I løpet av våren 2018 opplevde Nord-Europa generelt gode vekstforhold, noe som resulterte i mer negativ NEE. Eller, med andre ord, et forbedret CO2-opptak.
– På den tiden var det fortsatt mye vann i jorden, sier Thompson. – Vegetasjonen dro fordel av mer lys og varme, og var i stand til å ta opp mer CO2 enn normalt.
Mot slutten av våren begynte de høyere temperaturene og mangelen på nedbør å påvirke vegetasjonen og CO2-opptaket negativt. Den rekordlange tørkeperioden resulterte i at NEE for 2018 var nær null for Vest- og Nord-Europa. Dette står i klar motsetning til de siste 10 årene, da årlig NEE alltid har vært negativ.
– Implikasjonene av dette er at Europas naturlige CO2-opptak, som hjelper til med å kompensere for deler av CO2-utslippene fra fossile brensler, er sårbart, sier Thompson. – Klimamodeller forutsier at tørke om sommeren vil bli mer sannsynlig, noe som igjen betyr at det europeiske biosfære-sluket kan bli mindre eller til slutt forsvinne i fremtiden.
Kvantifisering ved hjelp av atmosfæriske inversjonsmodeller
Thompson og hennes medforfattere har brukt fem forskjellige regionale atmosfæriske inversjonsmodeller for å kvantifisere effekten av tørkeperioden på netto økosystem-utvekslingen.
De så først på variasjoner av CO2 i atmosfæren. Så brukte de en atmosfærisk transportmodell til å forsøke å modellere disse variasjonene ved hjelp av estimater av CO2-utveksling, spesielt da NEE fra landbiosfæremodeller. De så på uoverensstemmelsene mellom modellert CO2 og CO2-observasjoner, og brukte denne uoverensstemmelsen i en statistisk optimalisering for å forbedre de opprinnelige NEE-estimatene.
– Vi brukte atmosfæriske CO2-observasjoner fra 48 målestasjoner over hele Europa for å beregne NEE, forklarer Thompson. – Det vi fant ut, var at de fem forskjellige inversjonsmodellene konsekvent klarte å oppdage NEE-endringen i 2018.
Modellene deres viste at årlig NEE i den tempererte delen av Europa var mer positiv (lavere CO2-opptak) i 2018 sammenlignet med det 10-årige gjennomsnittet. Med andre ord var det ikke noe netto CO2-opptak dette året. De fant et lignende resultat også for Nord-Europa, selv om vegetasjonen der faktisk hadde fordel av de varmere temperaturene våren 2018.
Thompson og medforfatterne hennes avslutter artikkelen med å påpeke at absolutte NEE-verdier fra atmosfæriske inversjonsmodeller fortsatt er usikre. For å oppnå bedre resultater, vil de trenge mer nøyaktige estimater for utslipp av fossilt brensel, gode inngangsdata til modellene – og et godt vedlikeholdt og finmasket atmosfærisk observasjonsnettverk.
