Interações carbono-nitrogênio regulam retroalimentações clima-ciclo do carbono: resultados de um modelo de circulação geral atmosfera-oceano

Resumo. A inclusão de interações ecológicas fundamentais entre os ciclos de carbono e nitrogênio no componente terrestre de um modelo de circulação geral atmosfera-oceano (AOGCM) leva a uma diminuição da absorção de carbono associada à fertilização por CO2 e a um aumento da absorção de carbono associado ao aquecimento do sistema climático. O equilíbrio desses dois efeitos opostos resulta na redução da fração de CO2 antropogênico prevista para ser sequestrada em ecossistemas terrestres. O principal mecanismo responsável pelo aumento do armazenamento de carbono terrestre sob mudança climática forçada radiativamente é mostrado ser a fertilização do crescimento das plantas pela mineralização aumentada de nitrogênio, diretamente associada ao aumento da decomposição da matéria orgânica do solo sob um clima em aquecimento, o que, neste modelo em particular, resulta em um ganho negativo para o feedback clima-carbono. As estimativas para as frações de sumidouro terrestre e oceânico das emissões antropogênicas recentes estão individualmente dentro da faixa das estimativas observacionais, mas as frações combinadas de sumidouro terrestre mais oceânico produzem uma fração atmosférica que é alta demais em comparação com as observações. Esse viés é provavelmente devido, em parte, a uma subestimação da fração de sumidouro oceânico. Nossos resultados mostram um crescimento significativo na fração atmosférica das emissões de CO2 antropogênico ao longo do próximo século, atribuível em parte a um declínio constante na fração de sumidouro oceânico. A comparação com estudos experimentais sobre o destino de traçadores de nitrogênio radio-marcados em florestas temperadas indica que a representação do modelo da competição entre plantas e microrganismos por novos recursos minerais de nitrogênio é razoável. Nossos resultados sugerem uma dependência mais fraca do fluxo líquido de carbono terrestre nas mudanças de umidade do solo em regiões tropicais e uma resposta de crescimento positivo mais forte ao aquecimento nessas regiões, do que o previsto por um AOGCM semelhante implementado sem interações ciclo carbono-nitrogênio terrestre. Esperamos que a incerteza entre modelos nas previsões da futura concentração atmosférica de CO2 e na mudança climática antropogênica associada seja reduzida à medida que modelos climáticos adicionais introduzam interações do ciclo carbono-nitrogênio em seus componentes terrestres.