Les modèles climatiques prédisent qu'une augmentation des gaz à effet de serre asséchera la forêt amazonienne à l'avenir tout en provoquant des conditions plus humides dans les forêts d'Afrique et d'Indonésie. Des chercheurs de l'Université de Californie, Irvine et d'autres institutions ont identifié un facteur inattendu mais majeur dans ce changement mondial des précipitations :la réponse directe des forêts elles-mêmes à des niveaux plus élevés de dioxyde de carbone.

"Les gens ont tendance à penser que la plupart des perturbations proviendront de la chaleur qui pénètre dans les océans, lequel, à son tour, modifiera la configuration des vents, " a déclaré James Randerson, Chaire Ralph J. &Carol M. Cicerone de l'UCI en science du système terrestre. « Nous avons découvert que des changements à grande échelle dans les précipitations peuvent, en partie, être attribuée à la façon dont les forêts tropicales réagissent à la surabondance de dioxyde de carbone que les humains émettent dans l'atmosphère, en particulier sur les forêts denses de l'Amazonie et de toute l'Asie."

Une nouvelle étude dirigée par l'ancien chercheur postdoctoral UCI Gabriel Kooperman et publiée aujourd'hui dans Nature Changement Climatique , démontre que les interactions entre les forêts tropicales humides et l'augmentation des niveaux de CO2 contribueront à un modèle asymétrique de changement des précipitations à travers les tropiques.

Dans de nombreux aspects de la science du système Terre, les effets locaux des facteurs environnementaux peuvent avoir un impact sur des régions lointaines par leur influence sur la circulation et le mouvement de l'humidité dans l'atmosphère. Le groupe dirigé par l'UCI prédit une cascade d'événements similaire, en commençant par les stomates, de petites structures sur la face inférieure des feuilles qui s'ouvrent et se ferment pour que les plantes absorbent le CO2 dont elles ont besoin pour se développer - et qui libèrent également de la vapeur d'eau.

Lorsque plus de CO2 est présent, ces orifices ne s'ouvrent pas aussi largement, ce qui réduit la quantité d'eau évaporée dans l'atmosphère. Selon les chercheurs, ce petit processus au niveau de l'usine, multiplié à travers la forêt tropicale, provoquera des changements dans l'atmosphère, affectant la façon dont les vents soufflent et le flux d'humidité provenant de l'océan.

« Dans de nombreuses régions forestières tropicales, l'humidité apportée par la transpiration, qui relie l'eau souterraine au niveau des racines directement à l'atmosphère lorsqu'elle est tirée jusqu'aux feuilles, peut contribuer autant que l'humidité évaporée de l'océan qui retombe à un endroit donné - ce qui est le recyclage normal de la forêt tropicale, " dit Kooperman, maintenant professeur adjoint de géographie et de sciences atmosphériques à l'Université de Géorgie.

"Mais avec plus de CO2, les arbres et les forêts évaporent moins d'humidité dans l'air, donc moins de nuages ​​se forment au-dessus de l'Amazone, " dit-il. " Et plutôt que [de se joindre aux nuages ​​généralement abondants et] de pleuvoir sur la forêt, la vapeur d'eau de l'océan Atlantique traverse le continent sud-américain jusqu'à la cordillère des Andes, où il tombe comme la pluie sur les pentes des montagnes, avec des avantages limités pour la forêt tropicale du bassin amazonien."

Cette recette de sécheresse en Amérique du Sud est unique à l'Amazonie et nettement différente d'une augmentation des précipitations prévue sur les forêts d'Afrique centrale et du continent maritime, une vaste zone entre les océans Pacifique et Indien qui comprend la Malaisie, Papouasie-Nouvelle-Guinée et l'archipel indonésien densément peuplé.

Randerson a déclaré que la réduction de l'évaporation entraînera un réchauffement des forêts sur des îles telles que Bornéo, Java et Sumatra, qui sont entourés d'air humide au-dessus des surfaces chaudes de l'océan. "Vous obtiendrez un contraste de chauffage plus fort sur les îles par rapport à l'océan voisin, et ainsi il améliorera une brise océanique naturelle, en tirant plus d'humidité de ces systèmes océaniques voisins pour augmenter les précipitations sur les forêts, " il a dit.

Le projet de recherche, qui a utilisé une combinaison de simulations standard fournies par la phase 5 du projet d'intercomparaison de modèles couplés et des simulations avec le modèle de pointe du système terrestre communautaire, a révélé que la réponse de la végétation tropicale à une augmentation du CO2 peut être un facteur important du changement climatique dans les tropiques, selon Kooperman.

Il a également souligné le fait que les sécheresses et la mortalité forestière qui en résultent en Amazonie et une augmentation potentielle des inondations dans d'autres forêts tropicales peuvent avoir un impact sur la biodiversité, disponibilité d'eau douce et approvisionnement alimentaire pour les populations économiquement vulnérables.