Alertă climatică: până la 40% din suprafața uscată a Pământului ar putea ajunge în zone cu climat arid până la sfârșitul secolului

Aproape 40% din suprafața terestră a lumii ar putea fi caracterizată de condiții climatice uscate în ultimele trei decenii ale acestui secol, potrivit unui nou studiu publicat în revista Environmental Research Letters. Cercetarea, realizată de o echipă coordonată de Yifei Cai, de la Academia Chineză de Silvicultură, analizează modul în care s-ar putea modifica distribuția globală a terenurilor uscate până în perioada 2071–2100 și acordă o atenție deosebită unui factor care poate modifica semnificativ aceste estimări: felul în care vegetația reacționează la creșterea concentrației de dioxid de carbon din atmosferă.

40% din suprafața terestră a lumii va deveni aridă Foto: Shutterstock

Autorii estimează că terenurile uscate reprezentau aproximativ 38,58% din suprafața terestră a lumii, fără Antarctica, în perioada 1994–2023. În funcție de scenariul climatic luat în calcul, această proporție ar putea ajunge la 39,31–40,28% în perioada 2071–2100, iar în scenariul cu cele mai ridicate emisii analizat în studiu suprafața ar putea crește cu aproximativ 2,37 milioane de kilometri pătrați față de perioada de referință.

Cifra nu înseamnă că 40% din suprafața planetei se va transforma în deșert. Studiul folosește termenul de „drylands” pentru a desemna o categorie climatică mult mai largă, în care intră regiuni subumede uscate, semiaride, aride și hiperaride.

Ce înseamnă, de fapt, „teren uscat”

În studiul cercetătorilor, terenurile uscate sunt definite prin intermediul indicelui de ariditate, un indicator care exprimă raportul dintre cantitatea de precipitații și evapotranspirația potențială, adică necesarul de apă care ar putea fi transferat în atmosferă prin evaporare și transpirația vegetației în anumite condiții climatice. Regiunile cu un indice de ariditate mai mic de 0,65 sunt încadrate în categoria terenurilor uscate.

Această categorie cuprinde mai multe tipuri de climă, motiv pentru care un teren clasificat drept „dryland” nu este neapărat un deșert. În perioada 1994–2023, zonele semiaride reprezentau aproximativ 14,72% din suprafața continentală analizată de cercetători, cele aride aproximativ 11,24%, regiunile subumede uscate aproximativ 6,35%, iar cele hiperaride aproximativ 6,27%.

Împreună, aceste categorii ajungeau la aproximativ 38,58% din suprafața terestră a lumii, fără Antarctica.

Terenurile uscate s-au extins și în ultimele decenii

Cercetătorii nu au analizat doar evoluția proiectată pentru sfârșitul secolului, ci au urmărit și modul în care suprafața terenurilor uscate s-a modificat în perioada 1960–2023. Datele analizate indică o tendință generală de extindere a acestor regiuni, însă ritmul nu a fost constant de-a lungul întregii perioade.

Pentru intervalul analizat, rata medie de extindere a fost estimată la aproximativ 39.100 de kilometri pătrați pe an, în timp ce autorii observă că ritmul de extindere a încetinit în ultimele decenii. Evoluția a fost, de asemenea, diferită de la o regiune la alta, deoarece perioadele de uscare din anumite zone au fost însoțite de tendințe de umezire în alte părți ale lumii.

Această evoluție este importantă pentru modul în care trebuie citită estimarea globală, deoarece procentul total al terenurilor uscate reprezintă rezultatul modificărilor produse în mai multe direcții, nu o transformare uniformă a întregii suprafețe terestre.

Ce se poate întâmpla până în 2100

Pentru a estima evoluția viitoare, cercetătorii au utilizat mai multe scenarii climatice, care presupun niveluri diferite ale emisiilor de gaze cu efect de seră. Pentru perioada 2071–2100, rezultatele indică o proporție globală a terenurilor uscate cuprinsă între 39,31% și 40,28%.

În scenariul SSP1-2.6, asociat unor niveluri mai reduse ale emisiilor, terenurile uscate ar urma să reprezinte aproximativ 39,31% din suprafața terestră. Comparativ cu perioada 1994–2023, acest lucru ar însemna o creștere de aproximativ 1,09 milioane de kilometri pătrați.

În scenariul SSP5-8.5, care presupune niveluri foarte ridicate ale emisiilor, proporția ar putea ajunge la 40,28%, iar suprafața suplimentară ar fi de aproximativ 2,37 milioane de kilometri pătrați.

Aceste modificări nu ar avea însă forma unei singure suprafețe compacte care să se extindă pe glob, ci ar rezulta din schimbările produse în numeroase regiuni și din trecerea unor teritorii între diferite categorii de ariditate.

De ce este important dioxidul de carbon

Unul dintre elementele centrale ale cercetării este modul în care autorii au introdus în calcule răspunsul fiziologic al plantelor la creșterea concentrației de CO₂ din atmosferă.

Plantele schimbă gaze cu atmosfera prin structuri numite stomate, iar atunci când concentrația de dioxid de carbon crește, multe plante își pot reduce deschiderea stomatelor și, implicit, pierderea de apă prin transpirație. Acest mecanism poate influența cantitatea de apă transferată din vegetație către atmosferă și, prin urmare, modul în care este calculată evapotranspirația.

Aspectul este important deoarece indicele de ariditate utilizat în studiu este calculat pornind de la relația dintre precipitații și evapotranspirația potențială. Dacă răspunsul vegetației la creșterea concentrației de CO₂ este inclus în calcul, rezultatul poate fi diferit față de situația în care acest mecanism nu este luat în considerare.

Fără efectul fiziologic al CO₂, suprafața estimată este mai mare

Pentru a vedea cât de mult influențează acest mecanism rezultatele, cercetătorii au realizat și simulări în care efectul fiziologic al creșterii concentrației de CO₂ asupra vegetației nu a fost inclus.

În scenariul SSP5-8.5, această variantă duce la o estimare de aproximativ 42,11% din suprafața terestră pentru terenurile uscate în perioada 2071–2100, comparativ cu 40,28% atunci când efectul fiziologic al CO₂ este inclus în calcul.

Diferența calculată de autori este de aproximativ 2,44 milioane de kilometri pătrați. Rezultatul arată că modul în care este reprezentată evapotranspirația vegetației în modelele climatice poate influența substanțial estimarea suprafeței globale a terenurilor uscate.

Autorii subliniază astfel importanța includerii răspunsului fiziologic al plantelor atunci când sunt realizate proiecții privind evoluția aridității la nivel global.

Australia, estul Braziliei și nordul Africii, printre regiunile unde sunt proiectate schimbări

Modificările identificate în studiu nu sunt distribuite uniform pe glob, iar unele regiuni apar mai clar în proiecțiile privind schimbarea condițiilor de ariditate.

Australia este una dintre regiunile în care cercetătorii identifică modificări importante, iar schimbări sunt proiectate și în estul Braziliei și în nordul Africii. În același timp, modelarea indică și regiuni în care condițiile ar putea evolua în sens opus.

Unele zone din nordul și nord-vestul Chinei, de exemplu, sunt indicate de cercetători ca regiuni în care tendințele de umezire ar putea continua.

Prin urmare, modificarea suprafeței globale a terenurilor uscate este rezultatul unor schimbări geografice diferite, în care uscarea anumitor regiuni poate fi însoțită de creșterea umidității în altele.

Aproximativ 13% din suprafața terestră ar putea trece prin schimbări importante

Procentul global al terenurilor uscate nu surprinde singur amploarea modificărilor geografice proiectate de cercetători. O regiune poate ieși dintr-o categorie de teren uscat, în timp ce o altă regiune poate intra în aceeași categorie, astfel încât modificarea procentului global să fie mai mică decât amploarea schimbărilor produse la nivel regional.

În scenariul SSP5-8.5, autorii estimează că aproximativ 13% din suprafața terestră ar putea fi afectată de schimbări importante între regiuni caracterizate de tendințe de uscare și regiuni caracterizate de tendințe de umezire.

În același scenariu, aproximativ 11,4% din suprafața terestră ar putea trece de la o stare caracterizată prin uscare către una caracterizată prin umezire.

Aceste estimări se referă la schimbarea stării climatice a regiunilor și nu la transformarea lor automată în deșerturi.

Zonele aflate la limita dintre categoriile de ariditate

O atenție deosebită este acordată regiunilor aflate în apropierea limitelor dintre diferitele categorii de terenuri uscate. Clasificarea se bazează pe praguri ale indicelui de ariditate, astfel încât modificări ale temperaturii, precipitațiilor sau evapotranspirației pot determina trecerea unei regiuni dintr-o categorie în alta.

Acest lucru este relevant mai ales pentru zonele de tranziție, unde diferențele dintre două categorii climatice pot fi relativ mici, iar modificarea condițiilor atmosferice poate schimba clasificarea unei regiuni fără ca aceasta să sufere o transformare radicală a peisajului.

Cercetătorii subliniază, în acest context, importanța unei metodologii comune pentru definirea și măsurarea terenurilor uscate, deoarece rezultatele pot varia în funcție de datele climatice utilizate și de metodele prin care sunt calculate componentele indicelui de ariditate.

Ce legătură are fenomenul cu agricultura și disponibilitatea apei

Modificarea condițiilor climatice de ariditate poate avea legătură cu disponibilitatea apei pentru ecosisteme și activități agricole, însă studiul nu calculează direct suprafața agricolă care ar urma să fie pierdută până în 2100 și nici cantitatea de apă disponibilă pentru populație în fiecare regiune.

În zonele în care cererea atmosferică de apă crește în raport cu precipitațiile, bilanțul apei poate deveni mai nefavorabil pentru vegetație, iar umiditatea solului poate fi influențată. Efectele concrete asupra agriculturii depind însă de condițiile locale și de factori precum tipul solului, precipitațiile, irigațiile, utilizarea terenurilor și modul de gestionare a resurselor de apă.

Din acest motiv, suprafața globală a terenurilor uscate este un indicator climatic, nu o estimare directă a terenurilor agricole care vor deveni neproductive.

Terenurile uscate nu înseamnă automat deșert

O regiune încadrată în categoria „drylands” nu este, prin definiție, un deșert. Categoria include și regiuni semiaride sau subumede uscate în care există vegetație și activități agricole.

Deșertificarea este, la rândul său, un proces distinct, care poate fi influențat de mai mulți factori, printre care schimbările climatice, utilizarea terenurilor, degradarea solului, defrișările, pășunatul excesiv și supraexploatarea resurselor de apă.

Prin urmare, o creștere a suprafeței clasificate climatic drept teren uscat nu poate fi echivalată cu o creștere identică a suprafeței deșerturilor.

De ce estimările diferă de cele ale unor studii anterioare

Cercetarea pornește și de la diferențele existente între estimările privind evoluția viitoare a terenurilor uscate. Unele studii anterioare au proiectat o extindere mai mare a acestor regiuni până la sfârșitul secolului, în anumite scenarii ajungându-se la estimări de aproximativ jumătate din suprafața terestră sau chiar mai mult.

Autorii noului studiu leagă o parte dintre aceste diferențe de modul în care este calculată evapotranspirația și, în special, de reprezentarea răspunsului fiziologic al vegetației la creșterea concentrației de CO₂.

În simulările lor, includerea acestui efect conduce la o suprafață proiectată mai mică a terenurilor uscate decât în scenariul în care efectul fiziologic al CO₂ este ignorat.

Ce limite are studiul

Estimările prezentate de cercetători sunt proiecții climatice și depind de scenariile și modelele utilizate. Indicele de ariditate oferă o modalitate de a descrie condițiile climatice, dar nu poate surprinde toate elementele care determină disponibilitatea efectivă a apei într-o regiune.

Irigațiile, utilizarea apei subterane, modificarea terenurilor agricole, practicile de gestionare a solului și alte intervenții umane pot schimba condițiile locale fără ca aceste modificări să fie reflectate integral de un indicator climatic global.

În același timp, efectul fiziologic al CO₂ asupra plantelor diferă între ecosisteme, iar rolul vegetației în evapotranspirație nu este același în toate regiunile. Aceste elemente reprezintă factori care trebuie luați în considerare atunci când sunt interpretate proiecțiile privind evoluția terenurilor uscate.

Cât ar putea ajunge suprafața terenurilor uscate până la sfârșitul secolului

În perioada 1994–2023, terenurile uscate reprezentau aproximativ 38,58% din suprafața terestră a lumii, fără Antarctica, potrivit calculelor prezentate în studiu. Pentru perioada 2071–2100, cercetătorii estimează o proporție cuprinsă între 39,31% și 40,28%, în funcție de scenariul climatic.

În varianta SSP5-8.5, creșterea față de perioada de referință ar fi de aproximativ 2,37 milioane de kilometri pătrați. Atunci când efectul fiziologic al creșterii concentrației de CO₂ asupra vegetației nu este inclus în calcul, aceeași proiecție ajunge la aproximativ 42,11%.

Studiul identifică în același timp regiuni în care condițiile climatice ar putea deveni mai uscate și regiuni în care sunt proiectate tendințe de umezire, printre exemplele menționate de autori aflându-se Australia, estul Braziliei, nordul Africii, dar și anumite zone din nordul și nord-vestul Chinei.

Cercetarea arată astfel că evoluția terenurilor uscate depinde nu numai de scenariul privind emisiile viitoare, ci și de modul în care modelele climatice descriu interacțiunea dintre temperatură, precipitații, vegetație, evapotranspirație și concentrația de dioxid de carbon din atmosferă.