Zwitsers onderzoek laat zien dat de atmosfeer, de omgevingslucht, in Europa aanzienlijk droger is geworden in vergelijking met de pre-industriële tijd. De studie is gebaseerd op internationaal onderzoek naar jaarringen van bomen en wijst op toenemende droogtes en het risico van bosbranden.
De onderzochte jaarringgegevens gaan terug tot het jaar 1600. Sinds het begin van de 21e eeuw is de lucht in grote delen van Europa droger geworden dan in enige andere periode daarvoor. En deze trend zet door. Dat zegt Kerstin Treydte, hoofdauteur van de studie die werd gepubliceerd in Nature Geoscience. Ze is onderzoeker bij het Zwitserse Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL). Ze toont zich bezorgt vanwege de droogte op verschillende plekken in Europa.
VPD: een maat voor de dorst van lucht
De luchtvochtigheid wordt onder meer gemeten in VPD, het dampdrukdeficit (in het Engels: vapor pressure deficit, VPD). In tegenstelling tot relatieve luchtvochtigheid drukt VPD uit het verschil tussen de werkelijke en de maximaal mogelijke waterinhoud van de lucht. Als lucht te droog wordt, trekt de atmosfeer vocht aan. Als de omgevingslucht droger wordt, is VPD een relevante maat om de "dorst" van de lucht vast te stellen.
Uit onderzoek was al bekend dat de VPD stijgt in een opwarmend klimaat. Nog onbekend was hoe dorstige lucht verdeeld was over regio's en hoe de VPD er langjarig uitzag in de pre-industriële tijd.
Inzicht via isotopen
Treydte en een team van 67 onderzoekers reconstrueerden voor het eerst grootschalige VPD-veranderingen in Europa over 400 jaar. Ze gebruikten gegevens van zuurstofisotopen in jaarringen van bomen uit heel Europa. Isotopen zijn varianten van een atoom die verschillen in gewicht en worden opgenomen via water. De verhouding van deze isotopen in jaarringen varieert jaarlijks en wordt grotendeels bepaald door VPD. Daarom geven isotopen inzicht in de luchtvochtigheid van het verleden.
Aanvullende modelberekeningen ondersteunen de bevindingen uit de jaarringgegevens. Ook uit deze modellen valt te concluderen dat de droogte van de lucht in de 21e eeuw aanmerkelijk hoger is dan in het pre-industriële tijd.
Hoger VPD in warme regio's
De combinatie van jaarringgegevens, modelberekeningen en directe metingen laat regionale verschillen zien. In Noord-Europa is de VPD minder hoger dan in de pre-industriële tijd, omdat de lucht daar koeler is. In Centraal-Europa, de laaglanden en in de Alpen en Pyreneeën is de stijging van VPD juist bijzonder hoog. De hoogste waarden werden bereikt in de droge en warme jaren 2003, 2015 en 2018.
VPD in klimaatsimulaties voor landbouw
Een verdere toename van VPD is op de lange termijn een bedreiging voor veel wezenlijke ecosysteemfuncties. Treydte wijst erop dat de voedselvoorziening mede afhangt van de VPD. Hoe meer die stijgt, hoe groter de waterbehoefte van gewassen wordt. Er zal meer bewatering nodig zijn en de opbrengsten zullen dalen. In bossen vormt hout zich minder snel en komt het vastleggen van koolstof in gevaar. Naast onzekerheden over de opbrengst van akkers, leidt dat tot onzekerheden over klimaatregulering en toekomstige koolstofopslag. "Onze bevindingen zullen helpen om toekomstige klimaatscenario's nauwkeuriger te simuleren en de potentiële bedreiging van hoge VPD voor ecosystemen, economie en samenleving in te schatten", zegt Treydte. Met andere woorden: klimaatmodellen die de output van landbouw voorspellen zullen VDP in hun rekenregels moeten opnemen.
Dit artikel afdrukken
VPD: een maat voor de dorst van lucht
De luchtvochtigheid wordt onder meer gemeten in VPD, het dampdrukdeficit (in het Engels: vapor pressure deficit, VPD). In tegenstelling tot relatieve luchtvochtigheid drukt VPD uit het verschil tussen de werkelijke en de maximaal mogelijke waterinhoud van de lucht. Als lucht te droog wordt, trekt de atmosfeer vocht aan. Als de omgevingslucht droger wordt, is VPD een relevante maat om de "dorst" van de lucht vast te stellen.
Lucht met een hoge VPD onttrekt meer water uit de grond en plantenLucht met een hoge VPD onttrekt meer water uit de grond en planten, beperkt de groei en kan zelfs leiden tot het afsterven van bomen. Droge vegetatie en bodems vergroten bovendien het risico op bosbranden.
Uit onderzoek was al bekend dat de VPD stijgt in een opwarmend klimaat. Nog onbekend was hoe dorstige lucht verdeeld was over regio's en hoe de VPD er langjarig uitzag in de pre-industriële tijd.
Inzicht via isotopen
Treydte en een team van 67 onderzoekers reconstrueerden voor het eerst grootschalige VPD-veranderingen in Europa over 400 jaar. Ze gebruikten gegevens van zuurstofisotopen in jaarringen van bomen uit heel Europa. Isotopen zijn varianten van een atoom die verschillen in gewicht en worden opgenomen via water. De verhouding van deze isotopen in jaarringen varieert jaarlijks en wordt grotendeels bepaald door VPD. Daarom geven isotopen inzicht in de luchtvochtigheid van het verleden.
Aanvullende modelberekeningen ondersteunen de bevindingen uit de jaarringgegevens. Ook uit deze modellen valt te concluderen dat de droogte van de lucht in de 21e eeuw aanmerkelijk hoger is dan in het pre-industriële tijd.
Treydte wijst erop dat de voedselvoorziening mede afhangt van de VPD. Hoe meer die stijgt, hoe groter de waterbehoefte van gewassen wordtDe onderzoekers denken dat de huidige hoge VPD-waarden zonder broeikasgasemissies niet bereikt hadden kunnen worden.
Hoger VPD in warme regio's
De combinatie van jaarringgegevens, modelberekeningen en directe metingen laat regionale verschillen zien. In Noord-Europa is de VPD minder hoger dan in de pre-industriële tijd, omdat de lucht daar koeler is. In Centraal-Europa, de laaglanden en in de Alpen en Pyreneeën is de stijging van VPD juist bijzonder hoog. De hoogste waarden werden bereikt in de droge en warme jaren 2003, 2015 en 2018.
VPD in klimaatsimulaties voor landbouw
Een verdere toename van VPD is op de lange termijn een bedreiging voor veel wezenlijke ecosysteemfuncties. Treydte wijst erop dat de voedselvoorziening mede afhangt van de VPD. Hoe meer die stijgt, hoe groter de waterbehoefte van gewassen wordt. Er zal meer bewatering nodig zijn en de opbrengsten zullen dalen. In bossen vormt hout zich minder snel en komt het vastleggen van koolstof in gevaar. Naast onzekerheden over de opbrengst van akkers, leidt dat tot onzekerheden over klimaatregulering en toekomstige koolstofopslag. "Onze bevindingen zullen helpen om toekomstige klimaatscenario's nauwkeuriger te simuleren en de potentiële bedreiging van hoge VPD voor ecosystemen, economie en samenleving in te schatten", zegt Treydte. Met andere woorden: klimaatmodellen die de output van landbouw voorspellen zullen VDP in hun rekenregels moeten opnemen.
Nog 3
Je hebt 0 van de 3 kado-artikelen gelezen.
Op 4 juni krijg je nieuwe kado-artikelen.
Op 4 juni krijg je nieuwe kado-artikelen.
Als betalend lid lees je zoveel artikelen als je wilt, én je steunt Foodlog
Lees ook
Verdamping bij bomen en planten is geen constante. De waslaag op bladeren van planten en bomen bepalen hoeveel water een boom of plant kan laten verdampen. Bij veel was op de bladeren verdampt er minder water en bij weinig was verdampt er meer. En de mate van de waslaag wordt bepaalt door regenval. Veel regen geeft minder was op de bladeren met meer verdamping en bij weinig regen komt er meer was op de bladeren met minder verdamping. Zelfregulerende verdamping bij bomen en planten. Verder is de waslaag op bladeren ook een bescherming tegen schimmels. Als akkerbouwer weet je dat bij meer regenval de waslaag op de bladeren van aardappelplanten minder wordt, de kans op toeslaan van de phytophtora infestans schimmel toeneemt en je vaker een preventieve bespuiting moet toepassen. En bij een zonnige periode met meer was op de bladeren zijn er minder bespuitingen nodig.
Geen idee hoe je zonder rekening te houden met was vorming op bladeren 400 jaar VPD kunt reconstrueren.
Een plant regelt via de opening van de huidmondjes, die vaak grotendeels aan de onderkant van het blad zitten, de mogelijkheid om te verdampen. Motor van de verdamping is de hoeveelheid licht die op de plant valt. Daarnaast is de aanwezigheid van voldoende water bepalend voor de verdamping. Wat er niet is kan niet verdampen, planten worden dan slap en vaak ontstaat schade door oververhitting. De eventuele waslaag op het blad heeft niets met verdamping te maken.
Niet licht maar wind is de motor van verdamping bij bomen en planten. En de waslaag zorgt er voor dat bij meer/minder wind de verdamping op de beschikbaarheid van water gereguleerd wordt. (Planten worden slap wanneer de verdamping groter is dan de beschikbaarheid van water.)
Sorry Piet, maar je #3 is echt onzin.
Achter het huidmondje is een open ruimte, waarin de lucht met waterdamp verzadigd is. De buitenlucht is niet met water verzadigd. Als de mondjes openstaan, om CO2 middels diffusie binnen te laten voor fotosynthese, gaat waterdamp door diffusie naar buiten. Hoe droger de lucht, hoe meer waterverlies. Als planten uitdrogen (dus als de aanvoer via de wortels minder is dan het verlies via de huidmondjes) zakt de spanning in de cellen, ook die van de huidmondjes. Door die afname, en de specifieke vorm van de sluitcellen, sluiten de mondjes. Vergelijk het met een leeglopende luchtballon.
Omdat toevoer van CO2, over een langere periode gerekend, evenredig is met het verlies van water is het verbruik van water per ton geproduceerde drogestof (de transpiratie-coëfficiënt) vrijwel constant en voor alle gewassen gelijk. Wel is er een verschil tussen gewassen met C3-fotosynthese (uit gematigde streken, zoals onze grassen of aardappelen) en C4-fototosynthese (uit subtropen en tropen, zoals onze mais). C4 verbruikt veel minder water per te produceren ton drogestof. Het te oogsten deel daarvan is bij gras pakweg 50% (veel stoppels, wortels en oogstverlies), bij snijmais 80%. Daarom is op droge zandgrond met dezelfde hoeveelheid beschikbaar water via mais bijna twee keer zoveel oogstbaar voer te maken dan met gras.
Bovenstaande is veruit de belangrijkste verliespost van water. Dat we bij het dauwtrappen natte voeten krijgen is het gevolg van guttatie. Bij sommige plantensoorten, in sommige perioden en bij sommige omstandigheden (dus niet door alle planten altijd) persen de wortels water omhoog via de nerven. Als die nerven bovenin het water niet kwijtkunnen komen er druppels aan de bladrand (einde nerven) hangen. Soort overdrukventiel.