Q&een serie u vroeg

u vroeg: kan de Grote Groene Muur de Sahara tegenhouden?

“You Asked” is een serie waarin experts van het Earth Institute vragen van lezers over wetenschap en duurzaamheid aanpakken. Ter ere van Climate Week NYC en het Cover Climate Now initiative, zullen we de komende weken focussen op uw vragen over klimaatverandering.

de volgende vragen werden door twee van onze volgers via onze Instagram-pagina ingediend. Antwoorden worden gegeven door Alessandra Giannini.

Alessandra Giannini is klimaatwetenschapper aan het International Research Institute for Climate and Society within the Earth Institute aan de Columbia University. Ze heeft onderzoek gedaan naar droogtes in Afrika.

Is de Grote Groene Muur van Afrika de enige natuurlijke manier om verdere uitbreiding van de Sahara naar de rest van Afrika te voorkomen?

Ten eerste breidt de Sahara niet uit naar de rest van Afrika. Droogte in de Sahel in de jaren 1970 en 1980 liet het lijken alsof de woestijn uitdijde, omdat de vermindering van de regenval aan de rand van de woestijn (de Sahel) zorgde voor een vermindering van de vegetatie. Echter, sinds de komst van satellietwaarnemingen van landbedekking in de vroege jaren 1980, weten we dat hoe ver het noorden in de woestijn vegetatie groeit hangt af van hoeveel het regent aan de rand van de woestijn. Hoeveel het regent in de Sahel gedurende decennia tot eeuwen wordt in de eerste plaats gecontroleerd door zeer grootschalige invloeden, zoals de temperaturen van de mondiale oceanen, niet door hoeveel vegetatie er is.

de grote groene muur — een project dat gericht is op het planten van een enorme muur van bomen in heel Noord — Afrika-kan een uitbreiding van de Sahara niet voorkomen. Evenmin kan het planten van bomen in semi-aride gebieden in het algemeen de regenval doen toenemen.

de Sahara is een woestijn omdat er te weinig regen valt. Er valt weinig regen vanwege de locatie. Klimatologisch zijn woestijnen waar ze zijn — ongeveer 30 graden noord en Zuid in beide hemisferen — vanwege circulatiepatronen in de atmosfeer. Warme, vochtige lucht stijgt in de buurt van de evenaar, koelt dan af en condenseert het vocht, dat valt als regen of sneeuw. Zo worden de equatoriale gebieden gekenmerkt door zeer natte ecosystemen, zoals regenwouden. Deze zelfde lucht daalt later over de Sahara, maar helaas, zinkende lucht kan niet leiden tot regen, en het grootste deel van zijn vocht is toch uitgeput. De breedte van zinkende beweging wordt grotendeels bepaald door de rotatiesnelheid van de aarde rond zijn as.

op paleoklimatische tijdschalen (duizenden tot honderdduizenden jaren) kan de omvang van woestijnen variëren afhankelijk van variaties in de hoeveelheid zonnestraling die de aarde bereikt. Dit hangt deels af van veranderingen in de baan van de aarde. De Sahara was tussen 11.000 en 5.000 jaar geleden “groen”. Variaties in zonnestraling kunnen leiden tot een grotere penetratie van moessonsystemen, en daardoor tot meer regenval aan de rand van de evenaar van de woestijn.

dit gezegd zijnde, zijn er aanwijzingen dat vegetatiebedekking — met name landbouwers die gebruik maken van landbouw-bosbouw en bodem — en waterbehoudtechnieken-een gunstige maatregel kan zijn bij de aanpassing aan de klimaatverandering. Met agro-bosbouw bedoel ik niet zozeer het planten van rijen bomen, maar eerder het integreren van bomen en struiken in de normale landbouwpraktijken. Boeren kiezen welke bomen ze in hun velden laten groeien – typisch bomen die de opname van nutriënten in de bodem verhogen en / of extra nutritionele input leveren aan mensen en dieren.

het planten van bomen is gunstig omdat uit meteorologische waarnemingen blijkt dat de klimaatverandering in de Sahel de vorm kan aannemen van minder frequente, maar intensere regenval. De bovengenoemde technieken kunnen efficiënter gebruik maken van regen, door het verminderen van afvloeiing en het verhogen van de waterinfiltratie in de bodem, die aquifers oplaadt. Maar omdat woestijnen worden bepaald door hun hoeveelheid neerslag, niet door wateropslag, kan het uiteindelijk woestijnvorming niet stoppen.Ik heb onlangs gelezen dat bebossing in de Sahara het albedo van de aarde in zekere mate zou doen dalen, waardoor bebossing het probleem zelfs zou verergeren. Is deze voorspelling accuraat?

als ik het goed begrijp, is de zorg hier dat het planten van bomen in de woestijn zou leiden tot een vermindering van albedo (dat wil zeggen, in de hoeveelheid zonnestraling die wordt gereflecteerd naar de ruimte), wat kan resulteren in meer energie wordt geabsorbeerd door de aarde, waardoor de opwarming toeneemt. Hoewel dat een goed gefundeerde zorg op zich kan zijn, is het klimaatsysteem ingewikkelder dan dat. Dit ene effect op zichzelf bezien is niet voldoende om de vraag te beantwoorden.

uiteindelijk gaat het erom of deze extra hoeveelheid energie die wordt geabsorbeerd door het aardoppervlak zijn weg kan vinden uit het klimaatsysteem van de aarde. Niet alleen uit het oppervlak en in de atmosfeer, maar ook uit de atmosfeer en terug naar de ruimte.

zonlicht (zonnestraling) komt naar de aarde is aan de linkerkant, in het geel. Lange golf (aardse) straling die van de aarde weg gaat is aan de rechterkant, in beige. (Afbeelding: K. Trenberth, J. Fasullo, and J. Kiehl)

eenmaal geabsorbeerd door het oppervlak, kan energie worden uitgezonden naar de atmosfeer door middel van verschillende processen, waaronder:

• als ” terrestrische straling “(gelabeld” oppervlaktestraling ” in het beeld). De aarde zendt, net als het menselijk lichaam en elk lichaam met een temperatuur boven het absolute nulpunt, straling uit.
• door geleiding, of nauw contact met de atmosfeer (aangeduid als “thermals” in het beeld).
• als “latente warmte” of “evapotranspiratie” in het beeld — dat wil zeggen de energie die wordt gebruikt om water van het oppervlak te verdampen.

eenmaal in de atmosfeer zal de energie die naar de ruimte wordt uitgestoten waarschijnlijk voornamelijk worden bepaald door wolken: dik of dun, dicht bij het oppervlak of in de lucht, elk zal een ander effect hebben. Bovendien zijn wolken afhankelijk van de wereldwijde atmosferische circulatie-dat wil zeggen, van de richting en sterkte van de wind, de locatie van de regen, enz. Daarom zal uiteindelijk het lot van deze extra energie geabsorbeerd aan de oppervlakte als gevolg van een lokale Albedo vermindering niet alleen afhangen van de lokale toename van de boombedekking, of lokale omstandigheden, maar van hoe deze omstandigheden kunnen beïnvloeden, en op zijn beurt worden beïnvloed door mondiale verschijnselen.

onderstaande afbeeldingen tonen enkele voorbeelden van bodem-en waterbehoud in de Sahel. Ik nam ze mee in het dorp Abraha Atsbeha, in de regio Tigray in het noorden van Ethiopië, en ze zijn het bewijs van een opmerkelijke milieu-omschakeling voor een dorp dat ongeveer 30 jaar geleden bijna verlaten was!

toegegeven, dit zijn kleine kenmerken, maar als je kijkt, zie je rijen in de velden: Dit zijn rijen van rechthoekige putten, ongeveer 1 meter diep, waar water zich verzamelt tijdens de regen, en langzaam infiltreert in de grondwaterspiegel. Foto: Alessandra Giannini

een check dam om downslope run-off te verminderen. Foto: Alessandra Giannini

een put met een handpomp – de grondwaterspiegel is zo dicht bij het oppervlak dat het water druppelt, zelfs zonder te pompen! Foto: Alessandra Giannini

heb je een vraag over klimaatverandering? Nieuwsgierig naar natuurbehoud? Om een vraag te stellen, laat een reactie hieronder, bericht ons op Instagram, of e-mail ons hier.