Obnova stromov, vrátane opätovného zalesňovania a zalesňovania na predtým nezalesnených územiach, je všeobecne uznávaná ako kľúčová prírodná klimatická stratégia. Tieto opatrenia môžu výrazne prispieť k obmedzeniu globálneho otepľovania vďaka svojej schopnosti zachytávať oxid uhličitý (CO2) z atmosféry – proces známy ako sekvestrácia uhlíka. Tento biogeochemický efekt vedie k ochladzovaniu klímy.

Avšak vplyv obnovy stromov na klímu nie je jednoduchý a zahŕňa aj ďalšie, takzvané biogeofyzikálne faktory. Medzi ne patria zmeny v povrchovom albede (odrazivosť povrchu) a evapotranspirácii (odparovanie vody rastlinami). Zvýšenie lesnej pokrývky môže spôsobiť stmavnutie povrchu, najmä vo vyšších zemepisných šírkach a zasnežených oblastiach, čo vedie k absorpcii väčšieho množstva slnečného žiarenia a tým k otepleniu. Na druhej strane, stromy, najmä tropické, zvyšujú evapotranspiráciu, čo má ochladzujúci účinok. Bez zohľadnenia atmosférickej chémie tieto biogeofyzikálne efekty zmierňujú biogeochemické ochladzovanie spôsobené ukladaním uhlíka až o 45 %.

Nedávny výskum však poukazuje na ďalší, často opomínaný faktor: atmosférickú chémiu. Štúdie využívajúce klimatické modely, ktoré zahŕňajú aj interaktívnu atmosférickú chémiu, ukazujú, že tento aspekt výrazne mení celkovú klimatickú odozvu na obnovu stromov.

Simulácie s interaktívnou chémiou (CHEM) a bez nej (NOCHEM) viedli k prekvapivým zisteniam. Zatiaľ čo simulácie bez chémie (NOCHEM) ukazovali celkové globálne oteplenie povrchového vzduchu o 0,19 K, simulácie s chémiou (CHEM) zaznamenali výrazne menšie globálne oteplenie len o 0,07 K. To znamená, že vplyvy interaktívnej chémie viedli k čistému globálnemu ochladeniu o približne −0,11 K.

Tento dodatočný ochladzujúci efekt je z veľkej časti pripisovaný vplyvu atmosférickej chémie na organické aerosóly a mraky. Obnova stromov, najmä tropických, vedie k zvýšeným emisiám biogénnych prchavých organických zlúčenín (BVOC). Tieto zlúčeniny prispievajú k tvorbe sekundárnych organických aerosólov (SOA) v atmosfére. Zvýšené množstvo aerosólov, vrátane SOA, môže priamo rozptyľovať slnečné žiarenie (priame efekty aerosólov) a tiež ovplyvňovať tvorbu a vlastnosti oblakov (aerosól-oblačné nepriame efekty).

Tieto aerosólové a oblačné efekty viedli v simuláciách CHEM k výraznejšiemu poklesu zostupného krátkovlnného (slnečného) žiarenia dopadajúceho na povrch v porovnaní so simuláciami bez chémie. To predstavuje hlavný hnací motor zníženého oteplenia, a najmä ochladenia v Južnej pologuli. Simulácie CHEM ukázali zvýšenie nízkej oblačnosti a zmeny v oblačných mikrofyziálnych vlastnostiach (napr. zvýšenie počtu kondenzačných jadier oblakov a menší priemer oblačných kvapôčok) v Južnej pologuli, konzistentné so zvýšenými úrovňami SOA.

Výsledky tiež ukázali výrazné hemisférické asymetrie. Zatiaľ čo v Severnej pologuli pretrváva mierne oteplenie aj so zahrnutím chémie, v Južnej pologuli sa oteplenie v scenári bez chémie mení na čisté ochladenie v scenári CHEM. Táto silnejšia odozva v Južnej pologuli súvisí s dominanciou tropických stromov pri obnove v tejto oblasti, ktoré sú hlavnými producentmi BVOC a prispievajú k silnejšej evapotranspirácii.

Okrem teploty má atmosférická chémia a obnova stromov vplyv aj na iné aspekty klímy a životného prostredia. Simulácie naznačujú zmeny v požiarnej aktivite (pokles v trópoch, nárast v mimotrópoch, ale zmiernený nárast s chémiou). Zmeny v atmosférickej chémii vedú aj k vplyvom na kvalitu ovzdušia. V Severnej pologuli sa na niektorých miestach očakáva zvýšenie povrchového ozónu (znečisťujúca látka), zatiaľ čo v Južnej pologuli by mohlo dôjsť k zvýšeniu jemných častíc (PM2.5), najmä v oblastiach s rozsiahlou tropickou obnovou.

Napriek tomu, že biogeochemické ochladzovanie v dôsledku sekvestrácie uhlíka je hlavným prínosom obnovy stromov, biogeofyzikálne efekty samé o sebe toto ochladzovanie značne zmierňujú. Avšak zahrnutie interaktívnej atmosférickej chémie znižuje mieru tohto zmiernenia (zo 45 % na 24 %, vrátane vplyvu metánu). To potvrdzuje, že atmosférická chémia zvyšuje potenciál obnovy stromov na zmierňovanie klimatických zmien, čo je aspekt, ktorý sa bežne neberie do úvahy.

Tieto zistenia zdôrazňujú zložitosť interakcií medzi zmenami využívania pôdy, klímou a atmosférou a naznačujú, že klimatické prínosy zalesňovania a opätovného zalesňovania môžu byť väčšie, než sa doteraz predpokladalo, vďaka vplyvom atmosférickej chémie, najmä prostredníctvom aerosolových a oblačných mechanizmov. Tento výskum poukazuje na potrebu komplexnejších modelov pri hodnotení plného klimatického potenciálu prírodných klimatických riešení. JaroR

---

Modelová štúdia publikovaná v časopise Communications Earth & Environment

---

Slovník kľúčových pojmov

Aforestácia: Zalesňovanie oblastí, ktoré historicky neboli zalesnené.

Albedo: Miera odrazivosti povrchu alebo objektu. Povrchy s vysokým albedom (napr. sneh) odrážajú viac slnečného žiarenia, zatiaľ čo povrchy s nízkym albedom (napr. lesy) ho absorbujú viac.

Aerosól Direct Radiative Effect (ADRE): Priamy vplyv aerosólov na rovnováhu žiarenia rozptylom a absorpciou slnečného a zemského žiarenia.

Optická hustota aerosólu (AOD): Miera toho, ako aerosóly rozptylujú a absorbujú svetlo, čo ovplyvňuje priechod svetla atmosférou.

Biogénne prchavé organické zlúčeniny (BVOC): Organické zlúčeniny emitované rastlinami, ktoré môžu reagovať v atmosfére a tvoriť sekundárne aerosóly a ozón.

Biogeochemické faktory: Procesy súvisiace s cyklom uhlíka a inými biogeochemickými cyklami, ako je ukladanie uhlíka vegetáciou a pôdou.

Biogeofyzikálne faktory: Fyzikálne procesy, ktoré ovplyvňujú energetickú bilanciu Zeme a klímu, ako sú zmeny albeda a evapotranspirácie.

Radiačný účinok oblakov (CRE): Vplyv oblakov na radiačnú rovnováhu, ktorý zahŕňa ochladzovanie odrazom slnečného žiarenia a otepľovanie zachytávaním dlhovlnného žiarenia.

Jadrá tvoriace oblačné kondenzáty (CCN): Malé častice v atmosfére, na ktorých sa môže kondenzovať vodná para a tvoriť tak oblačné kvapôčky.

Koncentrácia čísla oblačnej vody (CDNC): Počet oblačných kvapôčok na objem jednotky vzduchu.

Komunitný atmosférový model (CAM6): Atmosférová zložka systému Community Earth System Model (CESM2), ktorá simuluje atmosférové procesy vrátane dynamiky, fyziky a chémie.

Komunitný pozemný model (CLM5): Pozemná zložka systému Community Earth System Model (CESM2), ktorá simuluje pozemné procesy vrátane vegetácie, cyklu uhlíka a požiarov.

Evapotranspirácia: Kombinovaný proces odparovania vody z povrchu zeme a transpirácie vody z rastlín do atmosféry.

Efektívna radiačná sila (ERF): Okamžitá zmena čistého radiačného toku na vrchole atmosféry po dosiahnutí novej atmosférickej rovnováhy (vrátane rýchlych úprav).

Okamžitá radiačná sila (IRF): Okamžitá zmena čistého radiačného toku na vrchole atmosféry v dôsledku perturbation, bez akýchkoľvek reakcií systému.

Krátkodobí klimatickí činitelia (SLCF): Látky v atmosfére, ktoré majú relatívne krátku životnosť v porovnaní so skleníkovými plynmi s dlhou životnosťou, ale môžu významne ovplyvniť klímu (napr. aerosóly, ozón, metán).

Hydroxylový radikál (OH): Vysoko reaktívna molekula v atmosfére, ktorá zohráva kľúčovú úlohu pri odstraňovaní mnohých znečisťujúcich látok a skleníkových plynov, vrátane metánu.

Nepriame účinky aerosólových oblakov: Vplyv aerosólov na vlastnosti oblakov (ako je počet oblačných kvapôčok a veľkosť kvapôčok), ktoré následne ovplyvňujú radiačné vlastnosti oblakov.

Pôdny uhlík: Uhlík uložený v pôde vo forme organickej hmoty.

Latentný tepelný tok (LH): Prenos energie z povrchu do atmosféry prostredníctvom evapotranspirácie.

Čistá primárna produktivita (NPP): Čistý príjem uhlíka vegetáciou prostredníctvom fotosyntézy po odpočítaní respirácie rastlín.

NOCHEM simulácia: Simulácia vykonaná bez interaktívnej atmosférickej chémie.

Oxidy dusíka (NOx): Skupina reaktívnych plynov obsahujúcich dusík a kyslík, ktoré zohrávajú úlohu pri tvorbe ozónu a depozícii dusíka.

Depozícia dusíka: Ukladanie dusíkatých zlúčenín z atmosféry na zemský povrch, čo môže ovplyvniť produktivitu ekosystémov a cyklus uhlíka.

Ozón (O3): Plyn v atmosfére, ktorý je na úrovni zeme znečisťujúcou látkou a na úrovni stratosféry (ozónová vrstva) chráni pred UV žiarením.

Radiálne jadrá: Matematické nástroje používané na odhad radiačného vplyvu malých zmien v klimatických premenných.

Rýchle úpravy (RAP_ADJ): Zmeny v atmosférických alebo povrchových procesoch, ku ktorým dochádza rýchlo v reakcii na klimatické pôsobenie, ktoré nie sú spôsobené zmenami teploty povrchu.

Reforestácia: Obnova lesov v oblastiach, ktoré boli v minulosti zalesnené, ale boli odlesnené.

Efektívny polomer oblačných kvapôčok (Re): Priemerná veľkosť kvapôčok v oblaku.

Sekundárny organický aerosól (SOA): Aerosólové častice, ktoré sa tvoria v atmosfére z oxidácie plynnej fázy organických zlúčenín, ako sú BVOC.

Bilancia povrchovej energie (SEB): Rovnováha prichádzajúcej a odchádzajúcej energie na zemskom povrchu, ktorá určuje teplotu povrchu.

Citeľný tepelný tok (SH): Prenos energie z povrchu do atmosféry prostredníctvom vedenia a konvekcie.

Krátkovlnné žiarenie (SW): Žiarenie zo Slnka.

Dlhovlnné žiarenie (LW): Žiarenie vyžarované zo Zeme a atmosféry.

Simulácia s modelom slabého oceánu: Typ klimatického modelu, kde je oceán reprezentovaný zmiešanou vrstvou, ktorej teplota sa vypočíta na základe energetickej bilancie, ale neexistuje dynamika oceánskych prúdov.

Prechodná klimatická reakcia na kumulatívne emisie CO2 (TCRE): Miera otepľovania na množstvo kumulatívneho CO2 emitovaného do atmosféry, ktorá poskytuje odhad otepľovania zo zmien v ukladaní uhlíka.

Troposférický ozón (TO3): Ozón nachádzajúci sa v troposfére, najnižšej vrstve atmosféry, ktorá pôsobí ako skleníkový plyn a znečisťujúca látka.