Un nuevo estudio da la primera evidencia observacional de que la selva amazónica meridional desencadena su propia estación lluviosa usando vapor de agua de las hojas de las plantas.
El hallazgo ayuda a explicar por qué la deforestación en esta región está relacionada con la reducción de las lluvias.
El estudio analizó datos de vapor de agua del sensor TES (Tropospheric Emission Spectrometer) de la NASA en el satélite Aura, junto con otras mediciones satelitales, para demostrar que al final de la estación seca, las nubes que se forman sobre el sur de Amazonas se forman a partir del agua del bosque en sí. La investigación se publica en la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS).
Ha sido un misterio por qué la temporada de lluvias comienza cuando lo hace en el Amazonas al sur del ecuador. En la mayoría de las regiones tropicales, dos factores controlan el momento de la estación lluviosa: los vientos del monzón (un cambio de dirección estacional en los vientos predominantes) y la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT), un cinturón de vientos alisios convergentes alrededor del ecuador que cambia al norte o al sur con las estaciones.
El sur de Amazonas experimenta ambas estaciones. Pero no ocurren hasta diciembre o enero, mientras que la temporada de lluvias comienza a mediados de octubre, dos o tres meses antes. Entonces, ¿qué provoca el aumento de la precipitación?
El científico Rong Fu de UCLA, líder de los nuevos esfuerzos de investigación, publicó un artículo en 2004 sugiriendo que el aumento de la evaporación del agua de las hojas – un proceso conocido como transpiración – podría ser la causa. “No teníamos pruebas sólidas”, dijo. “Hemos especulado que la humedad provenía de la vegetación porque las mediciones por satélite demostraron que la vegetación se volvía más verde al final de la estación seca”.
Las plantas más verdes son un indicador probable del crecimiento creciente de la planta y de la transpiración, pero no definitiva. Además, las mediciones del color no pueden mostrar cuánto vapor de agua se está moviendo de las plantas a la atmósfera o si está subiendo lo suficientemente alta en la atmósfera para hacer nubes y lluvias. Así que la especulación se mantuvo justo hasta ahora.
John Worden del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, desarrolló una técnica de análisis de datos para TES que permitió a Fu, el primer autor del estudio Jonathon Wright (Universidad de Tsinghua, Beijing) y sus colegas señalar la fuente de humedad. La técnica distingue entre el hidrógeno y su isótopo más pesado de deuterio, que se combina con el oxígeno para hacer agua pesada.
Los isótopos más ligeros se evaporan más fácilmente que los isótopos más pesados. Esto significa que el vapor de agua que se evapora en la atmósfera tiene menos deuterio que el agua líquida. Por ejemplo, el vapor de agua que se evapora del océano tiene menos deuterio que el agua que todavía está en el océano.
El agua que transpira por las plantas, por otra parte, tiene la misma cantidad de deuterio que el agua que todavía está en el suelo – la planta chupa el agua del suelo como una paja, no importa qué isótopo contenga el agua. Esto significa que el vapor de agua transpirado de las plantas tiene más deuterio que el vapor de agua evaporado del océano.
Esta diferencia es la clave y permitió a los científicos desbloquear el misterio de la estación lluviosa. Los dos isótopos tienen diferentes “firmas” espectrales que pueden ser medidas desde el espacio por el instrumento TES.
Las mediciones mostraron que, durante la transición de la estación seca a la húmeda, el agua transpirada se convierte en una importante fuente de humedad para la atmósfera, y en particular para la troposfera media, donde el vapor de agua aumenta el combustible necesario para comenzar la estación lluviosa.
“Lo que demostró es que durante la estación seca el agua de la vegetación es bombeada a la troposfera media donde puede convertirse en lluvia”, dijo Worden, coautor del nuevo documento.
El hallazgo plantea otra pregunta: ¿Por qué las plantas comienzan a crecer y transpiran más durante la estación seca, antes de que haya un aumento de la lluvia? Eso todavía es un tema de investigación, dijo Fu. “Esta puede ser la forma en que los bosques optimizan su crecimiento.” En la estación seca tardía, las plantas todavía reciben el sol, y podrían anticiparse a la próxima temporada de lluvias porque están adaptadas a la estacionalidad de la lluvia”.
Sin embargo, esa estacionalidad ha estado cambiando en las últimas décadas. La estación de lluvias en el Amazonas meridional comienza ahora casi un mes más tarde que lo hizo en los años 70. Hay evidencia de que si la estación seca del Amazonas llega a ser más larga de cinco a siete meses, el bosque ya no recibirá suficiente lluvia cada año para mantener los árboles vivos, y la región pasará de bosque a llanuras herbáceas.
En una gran fracción de la Amazonía meridional, la estación seca es ahora sólo unas semanas más corta en promedio que este umbral de transición. Ya ha habido daños irreversibles en el bosque. La pérdida de un importante ecosistema forestal amazónico podría aumentar las sequías brasileñas y potencialmente interrumpir los patrones de lluvia tan lejanos como Texas.
Las razones para el inicio tardío de la estación húmeda no se entienden completamente, pero el nuevo estudio añade evidencias a la idea de que la deforestación está desempeñando un papel importante.
Reducir los árboles disponibles para producir humedad naturalmente reduciría la capacidad de formación de nubes del bosque. Si la deforestación frenó el aumento de la transpiración hasta el punto de que ya no podía desencadenar una estación lluviosa, las lluvias no empezarían hasta que la ZCIT llegara al final del año.
El hallazgo destaca cómo está estrechamente conectado el ecosistema de la selva con el clima, Fu dijo. “El destino de la selva amazónica meridional depende de la duración de la estación seca, pero la duración de la estación seca también depende de la selva tropical.”
“A rainforest-initiated wet season onset over the southern Amazon” Wright es el primer autor. Además de Fu y Worden, coautores adicionales son de Google Inc., Mountain View, California; El Laboratorio de Meteorología Dinámica (LMD), París, Francia; y la Universidad de Texas en Austin. PNAS
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