La végétation joue un rôle important dans la formation du climat local - il suffit de penser à l'ombre fraîche fournie par une forêt ou à la chaleur écrasante du désert ouvert.

Mais que se passe-t-il lorsque des changements généralisés, causés par ou en réponse au réchauffement climatique, avoir lieu dans des zones plus vastes ? Les modèles climatiques mondiaux permettent aux chercheurs de réaliser ce genre d'expériences de pensée. Les réponses qui en résultent peuvent servir d'avertissement ou de guide pour aider les décideurs à prendre de futures décisions en matière d'utilisation des terres.

Avec cela en toile de fond, une équipe de chercheurs de l'Université norvégienne des sciences et technologies et de l'Université Justus-Liebig de Giessen en Allemagne a décidé d'utiliser un modèle climatique régional pour voir ce qui se passerait si l'utilisation des terres en Europe changeait radicalement. Ils ont regardé ce qui se passerait avec la température de l'air, précipitation, et des températures extrêmes si l'Europe était complètement déboisée en terres nues ou simplement en végétation au sol. Ils ont également examiné ce qui pourrait arriver si les terres cultivées d'Europe étaient converties en forêts à feuilles persistantes ou à feuilles caduques.

Les chercheurs savaient que les impacts du changement climatique ont tendance à être sous-estimés au niveau régional, « parce que les changements de température moyenne mondiale prévus sont atténués par la moyenne sur les océans, et sont beaucoup plus faibles que les effets régionaux attendus sur la plupart des terres, " l'équipe a écrit dans son article, récemment publié dans Lettres de recherche environnementale . « Cela s'applique à la fois aux effets moyens et extrêmes, car les changements dans les extrêmes régionaux peuvent être plus importants que ceux de la température moyenne mondiale jusqu'à un facteur de trois. »

« Nous voulions effectuer une analyse quantitative de l'ampleur des changements de la couverture végétale pouvant affecter le climat local. Des transitions importantes dans le secteur de la gestion de l'utilisation des terres sont envisagées dans un proche avenir, et nous avons estimé important de comparer la réponse de la température aux changements extrêmes de la couverture terrestre, " a déclaré Francesco Cherubini, professeur au programme d'écologie industrielle de NTNU, et premier auteur de l'étude. « Les décisions concernant l'utilisation des terres sont souvent prises au niveau infranational par les autorités régionales, et les projections régionales des effets des changements de la couverture végétale sur la température et les précipitations peuvent aider à maximiser les synergies possibles des politiques d'atténuation et d'adaptation au changement climatique, de l'échelle locale à l'échelle mondiale."

Les futurs changements extrêmes d'utilisation des terres ne sont pas aussi improbables qu'on pourrait le penser. Alors que la population mondiale continue de croître, plus de terres seront soumises à des pressions pour produire de la nourriture.

Alternativement, la demande de cultures pour les biocarburants pourrait également déterminer quel type de végétation est cultivé et où.

Une vision future de ce à quoi le monde pourrait ressembler, appelé Parcours socio-économiques partagés, estime que les superficies forestières mondiales pourraient passer d'environ 500 millions d'hectares à + 1 000 millions d'hectares en 2100, avec entre 200 et 1500 millions d'hectares de terres nécessaires pour cultiver des cultures bioénergétiques. En réalité, l'extrémité supérieure de cette fourchette pourrait être atteinte dans le cadre des objectifs d'atténuation du changement climatique les plus ambitieux.

Les changements dans l'utilisation des terres peuvent avoir un effet compliqué sur les températures locales et régionales. Lorsque la couverture végétale est altérée, il modifie la quantité d'eau retenue par le sol ou perdue par évaporation. Cela peut également affecter la quantité de lumière solaire réfléchie par le sol, que les scientifiques appellent albédo.

Les chercheurs savaient que d'autres études avaient montré des effets contradictoires, notamment de la déforestation. Certains ont montré que la déforestation réduisait la température de l'air près de la surface du sol, et augmentation des températures extrêmes quotidiennes et du nombre de jours chauds en été. D'autres études ont révélé une augmentation de la fréquence des étés chauds et secs.

Mais lorsque les chercheurs ont exécuté leur modèle pour voir ce qui se passerait si les terres étaient déboisées, ils ont constaté un léger refroidissement annuel sur l'ensemble de la région, mais de grandes différences localement.

Leur modèle a montré que lorsque les forêts étaient remplacées par des terres nues, les températures se sont refroidies de seulement -0,06 ? régionalement. Le refroidissement était légèrement plus important (-0,13? au niveau régional) si les chercheurs supposaient que les forêts étaient remplacées par une végétation herbacée. Dans certains endroits, le refroidissement peut dépasser les valeurs moyennes de -1 C.

Par eux-même, ces changements régionaux peuvent sembler peu importants. Mais lorsque les chercheurs ont examiné de plus près la répartition de ces changements dans la région, ils ont constaté qu'il y avait un refroidissement dans la partie nord et est de la région, et un effet de réchauffement en Europe occidentale et centrale. Ils ont également découvert que la déforestation entraînait une augmentation des températures extrêmes estivales.

« Le refroidissement régional dû à la déforestation peut sembler contre-intuitif, mais c'est le résultat de l'interaction entre de nombreux processus physiques différents. Par exemple, les arbres ont tendance à masquer la surface terrestre et à augmenter la quantité d'énergie solaire qui n'est pas réfléchie dans l'espace mais qui est conservée dans la biosphère pour réchauffer le climat, " dit Bo Huang, un post-doctorant dans le programme d'écologie industrielle qui était l'un des co-auteurs de l'article. "Cela s'applique particulièrement aux zones affectées par l'enneigement saisonnier, parce que les terres ouvertes couvertes de neige sont beaucoup plus réfléchissantes que les terres boisées enneigées. »

Les chercheurs ont constaté un refroidissement moyen annuel dans toute l'Europe, mais avec une tendance latitudinale claire et une variabilité saisonnière. Malgré les effets de refroidissement moyens, ils ont constaté que la déforestation a tendance à augmenter les températures locales en été, et augmenter la fréquence des épisodes de chaleur extrême.

Lorsque les chercheurs ont exécuté leur modèle pour voir ce qui se passerait si les terres cultivées étaient remplacées par des forêts à feuilles persistantes ou à feuilles caduques, ils ont constaté un réchauffement général dans de grandes régions d'Europe, avec un réchauffement régional moyen de 0,15 ? quand la transition était vers les forêts sempervirentes et 0,13 ? si la transition était vers les forêts de feuillus.

Tout comme dans l'expérience de pensée sur la déforestation, les chercheurs ont découvert que les changements étaient plus forts à l'échelle locale, jusqu'à 0,9 °C à certains endroits. Et l'ampleur et l'importance du réchauffement ont progressivement augmenté aux hautes latitudes et dans la partie orientale de la région. Certaines régions d'Europe occidentale ont en fait montré un léger refroidissement.

Cherubini dit qu'il est important de comprendre comment les changements régionaux de la végétation se produisent à des niveaux plus locaux, car les décideurs envisagent des politiques de gestion des terres pour atténuer ou s'adapter au changement climatique.

« Il est important d'approfondir nos connaissances sur les interactions terre-climat, parce que bon nombre de nos chances d'atteindre les objectifs de stabilisation à basse température dépendent fortement de la façon dont nous gérons nos ressources terrestres, " Cherubini a déclaré. "Nous avons besoin de plus de recherches pour valider et améliorer davantage la résolution des projections régionales du changement climatique, car ils sont essentiels à la conception et à la mise en œuvre des meilleures stratégies de gestion des terres à la lumière de l'atténuation ou de l'adaptation au changement climatique.