Isopreen wordt voornamelijk uitgestoten door plantenbladeren onder warme en zonnige omstandigheden. Nauwkeurige kennis over de uitstoot ervan is nodig om de vorming van ozon en fijne deeltjes, evenals hun invloed op de luchtkwaliteit en het klimaat beter te kunnen beoordelen. De invloed van ontbossing en droogtestress op isopreenemissies zijn echter nog niet goed begrepen. Het doel van ALBERI was om de respons van isopreenemissies op vegetatieveranderingen en droogte beter te beschrijven in het biogene emissiemodel MEGAN.
Wat is de invloed van veranderingen in landbedekking en droogte op isopreenemissies?
De wereldwijde emissietrends van isopreen als gevolg van de opwarming van het klimaat worden door het MEGAN-model geschat op ca. 10% per decennium sinds 2001. Wanneer veranderingen in bodembedekking worden meegerekend, laten de simulaties een daling van de emissietrend zien tot 6% per decennium. Dit verzachtende effect is voornamelijk te wijten aan de afname van de boombedekking in de tropen.
Laboratoriumstudies hebben aangetoond dat bij gematigde waterstress de isopreenemissie toeneemt door de hogere bladtemperatuur, maar afneemt bij ernstige of langdurige droogte door verminderde fotosynthese. Veldwaarnemingen van de effecten van natuurlijke droogte op isopreenfluxen op ecosysteemschaal zijn schaars. Tijdens de veldcampagnes van 2011-2012 in het midden van de VS, op de MOFLUX-locatie, werden de isopreenfluxen gevolgd gedurende twee zomers die gepaard gingen met droogte, wat ons een unieke dataset opleverde.
In onze studie passen we de droogteparameterisatie van het MEGAN-model aan op basis van de MOFLUX-meetgegevens en satellietgebaseerde bodemvochtgegevens van het GLEAM-model dat ontwikkeld werd aan de Universiteit Gent. De evaluatiemethode is gebaseerd op formaldehyde (HCHO), een veel geproduceerd product in de oxidatie van isopreen dat vanuit de ruimte kan worden gemeten en berekend met een chemie-transportmodel.
We vergelijken HCHO-kolommen uit het chemie-transportmodel IMAGES met HCHO-waarnemingen door het Ozone Monitoring Instrument, OMI. Het gebruik van de aangepaste parametrisatie laat een algehele verbetering zien in HCHO-kolommen op de MOFLUX-locatie, maar de vergelijkingen laten ook de beperkingen zien van het gebruik van zeer heterogene bodemeigenschappen als droogte-indicatoren.
Een springplank voor toekomstig onderzoek
Andere mogelijke wegen moeten worden verkend, zoals het gebruik van terrestrische evapotranspiratie. Gezien het gebrek aan waarnemingen van isopreen in droge omstandigheden is continue monitoring van fluxen dus dringend nodig. Sinds 2022 worden isopreenfluxen regelmatig gemeten op de site van Vielsalm in de Belgische Ardennen.
Partners
References
- Opacka, B., J.-F. Müller, T. Stavrakou, M. Bauwens, K. Sindelarova, J. Markova, A. Guenther: Global and regional impacts of land cover changes on isoprene emissions derived from spaceborne data and the MEGAN model, Atmos. Chem. Phys. 21, 8413–8436, https://doi.org/10.5194/acp-21-8413-2021, 2021.
- Opacka, B., J.-F. Müiler, T. Stavrakou, D. G. Miralles, A. Koppa, B. R. Pagan, M. J. Potosnak, R. Seco, I. De Smedt, A. B. Guenther: Impact of drought on isoprene fluxes assessed using field data, satelite-based GLEAM soil moisture and HCHO observations from OMI. Remote Sens., 14, https://doi.org/10.3390/rs14092021, 2022.
