Q&a Seriepytałeś

zapytałeś: czy wielki Zielony Mur powstrzyma Saharę przed ekspansją?

„You Asked” to seria, w której eksperci Earth Institute zajmują się pytaniami czytelników na temat nauki i zrównoważonego rozwoju. Z okazji Tygodnia klimatycznego w Nowym Jorku i inicjatywy Covering Climate Now, przez następne kilka tygodni skupimy się na waszych pytaniach dotyczących zmian klimatycznych.

na Instagramie dwóch naszych obserwujących przesłało następujące pytania. Odpowiedzi udziela Alessandra Giannini.

Alessandra Giannini jest klimatologiem w International Research Institute for Climate and Society w ramach Earth Institute na Uniwersytecie Columbia. Prowadziła badania nad suszami w Afryce.

czy wielki Zielony Mur w Afryce jest jedynym naturalnym sposobem zapobiegania dalszej ekspansji Sahary na resztę Afryki?

po pierwsze, Sahara nie rozszerza się na resztę Afryki. Susze w Sahelu w latach 70. i 80. sprawiły, że wydawało się, że pustynia się powiększa, ponieważ zmniejszenie opadów na marginesie pustyni (Sahelu) spowodowało zmniejszenie roślinności. Jednak od pojawienia się satelitarnych obserwacji pokrywy lądowej na początku lat 80. wiemy, że to, jak daleko na północ od pustynnej roślinności rośnie, zależy od tego, ile pada na skraju pustyni. To, ile pada w Sahelu w ciągu dziesięcioleci lub stuleci, zależy przede wszystkim od bardzo dużych wpływów, takich jak temperatury światowych oceanów, a nie od ilości roślinności.

Wielki Zielony Mur — projekt, który ma na celu zasadzić ogromną ścianę drzew w Afryce Północnej-nie może zapobiec ekspansji Sahary. Sadzenie drzew w regionach półpustynnych nie może również w ogóle zwiększać opadów.

Sahara jest pustynią, ponieważ otrzymuje znikome opady. Otrzymuje niewielkie opady ze względu na to, gdzie się znajduje. Klimatologicznie pustynie są tam — gdzie są-około 30 stopni na północ i południe w obu półkulach-z powodu wzorców cyrkulacji w atmosferze. Ciepłe, wilgotne powietrze unosi się w pobliżu równika, a następnie ochładza i skrapla jego wilgoć, która pada jak deszcz lub śnieg. Regiony równikowe charakteryzują się więc bardzo wilgotnymi ekosystemami, takimi jak lasy deszczowe. To samo powietrze później schodzi nad Saharę, ale niestety, tonące powietrze nie może prowadzić do deszczu, a większość jego wilgoci i tak jest wyczerpana. Szerokość ruchu tonącego w dużej mierze zależy od prędkości obrotu Ziemi wokół własnej osi.

w paleoklimatycznych skalach czasowych (od tysięcy do setek tysięcy lat) zasięg pustyń może się różnić w zależności od ilości promieniowania słonecznego docierającego do ziemi. Zależy to częściowo od zmian orbity Ziemi. Sahara była „zielona” między 11 000 a 5 000 lat temu. Różnice w promieniowaniu słonecznym mogą prowadzić do większej penetracji systemów monsunowych, a tym samym zwiększyć opady deszczu na skraju równika pustyni.

wszystko to powiedziawszy, istnieją dowody na to, że pokrywy roślinne — w szczególności rolnicy korzystający z technik rolno-leśnych oraz ochrony gleby i wody — mogą być korzystnym środkiem adaptacji do zmian klimatu. Mówiąc o rolno-leśnictwie mam na myśli nie tyle sadzenie rzędów drzew, co raczej włączanie drzew i krzewów do normalnych praktyk rolniczych. Rolnicy wybierają drzewa, które pozwolą rosnąć na swoich polach-zazwyczaj drzewa, które zwiększają pobór składników odżywczych w glebie i / lub zapewniają dodatkowy wkład żywieniowy ludziom i zwierzętom.

sadzenie drzew jest korzystne, ponieważ z obserwacji meteorologicznych wynika, że zmiany klimatu w Sahelu mogą przybierać formę rzadszych, ale intensywniejszych deszczy. Wspomniane wyżej techniki mogą skuteczniej wykorzystywać deszcz, zmniejszając spływanie i zwiększając infiltrację wody do gleby, która ładuje warstwy wodonośne. Ale ponieważ pustynie są określone przez ich ilości opadów, a nie magazynowanie wody, ostatecznie nie może powstrzymać pustynnienia.

ostatnio przeczytałem, że zalesienie na Saharze obniżyłoby albedo ziemi do pewnego stopnia, że zalesienie pogorszyłoby sprawę. Czy ta prognoza jest dokładna?

jeśli dobrze rozumiem, obawa polega na tym, że sadzenie drzew na pustyni spowodowałoby zmniejszenie albedo (tj. ilości promieniowania słonecznego, które jest odbijane z powrotem w Przestrzeń Kosmiczną), co może skutkować pochłanianiem większej ilości energii przez ziemię, a tym samym zwiększeniem ocieplenia. Chociaż może to być uzasadnione jako takie, system klimatyczny jest bardziej skomplikowany. Biorąc pod uwagę ten pojedynczy efekt w izolacji, nie wystarczy odpowiedzieć na to pytanie.

ostatecznie ważne jest, czy ta dodatkowa ilość energii, która jest pochłaniana przez powierzchnię Ziemi, może znaleźć wyjście z systemu klimatycznego Ziemi. Nie tylko z powierzchni i do atmosfery, ale także z atmosfery i z powrotem w kosmos.

światło słoneczne (promieniowanie słoneczne) przychodzące na Ziemię jest po lewej stronie, w Kolorze Żółtym. Promieniowanie długofalowe (ziemskie) oddalające się od Ziemi znajduje się po prawej stronie, w kolorze beżowym. (Image: K. Trenberth, J. Fasullo, and J. Kiehl)

po wchłonięciu przez powierzchnię energia może być emitowana do atmosfery poprzez różne procesy, w tym:

• jako „promieniowanie ziemskie” (oznaczone „promieniowanie powierzchniowe” na zdjęciu). Ziemia, podobnie jak ciało ludzkie i każde ciało o temperaturze powyżej zera absolutnego, emituje promieniowanie.
• poprzez przewodzenie, lub bliski kontakt z atmosferą (oznaczone „termiki” na zdjęciu).
• jako „utajone ciepło” lub „evapo-transpiracja”na obrazie-oznacza energię, która jest używana do odparowania wody z powierzchni.

po dotarciu do atmosfery, o tym, czy energia zostanie wyemitowana w Przestrzeń Kosmiczną, będą prawdopodobnie w większości decydować chmury: grube lub cienkie, blisko powierzchni lub wysoko, każdy z nich będzie miał inny efekt. Na dodatek, chmury zależą od globalnej cyrkulacji atmosferycznej – tj. od kierunku i siły wiatrów — położenia deszczy, itp. Dlatego ostatecznie Los tej dodatkowej energii pochłoniętej na powierzchni z powodu lokalnego zmniejszenia albedo nie będzie zależał wyłącznie od lokalnego wzrostu pokrywy drzew, czy lokalnych warunków, ale od tego, jak te warunki mogą wpływać, A z kolei być pod wpływem zjawisk globalnych.

poniższe zdjęcia pokazują kilka przykładów ochrony gleby i wody w Sahelu. Zabrałem je w wiosce Abraha Atsbeha, w regionie Tigray w północnej Etiopii, i są świadectwem niezwykłej rekonwersji środowiskowej dla wioski, która została prawie opuszczona około 30 lat temu!

co prawda są to małe rysy, ale jeśli zezujesz, zobaczysz rzędy na polach: są to rzędy prostokątnych dołów, o głębokości około 1 metra, w których woda zbiera się podczas deszczu i powoli infiltruje do lustra wody. Foto: Alessandra Giannini

zapora kontrolna, aby zmniejszyć spadki. Foto: Alessandra Giannini

studnia z pompą ręczną-stół wodny jest tak blisko powierzchni, że woda ścieka nawet bez pompowania! Zdjęcie: Alessandra Giannini

masz pytanie dotyczące zmian klimatu? Ciekawi Cię ochrona przyrody? Aby przesłać pytanie, dodaj komentarz poniżej, Wyślij do nas wiadomość na Instagramie lub napisz do nas tutaj.