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Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 888 (2023) Cite este artigo

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Detalhes das métricas

A Índia recebe mais de 70% de sua precipitação anual na monção de verão, de junho a setembro. As chuvas são escassas e esparsas durante o resto do ano. Combinando dados de satélite e simulações de modelos, mostramos que o contínuo solo-vegetação funciona como um capacitor natural de água, armazenando o pulso de monção e liberando a umidade para a atmosfera por meio da evapotranspiração durante aproximadamente 135 dias, quando o suprimento de umidade da precipitação é menor que o perdas por evapotranspiração. A produtividade primária bruta total da vegetação na Índia durante o período do capacitor representa quase 35% do valor anual total do GPP. Depende principalmente da umidade do solo no início do período, uma medida da capacitância de umidade do solo, com uma correlação de 0,6. Dado que a Índia é o segundo maior contribuinte para o esverdeamento global recente, a capacitância de água do solo-vegetação desempenha um papel significativo no balanço global de carbono.

O feedback da terra para a atmosfera é impulsionado pela evapotranspiração (ET), que conecta os ciclos de água, energia e carbono. Aproximadamente 64% do ET global é contribuído pela transpiração da vegetação1. Assim, a transpiração da vegetação desempenha um papel vital na componente atmosférica do ciclo hidrológico. Os processos biofísicos na vegetação que alteram a transpiração também controlam as trocas de dióxido de carbono terra-atmosfera2,3. Assim, a ramificação das mudanças biofísicas na vegetação pode impactar substancialmente o clima global e regional4. Estudos mostram uma forte influência de variáveis ​​climáticas como precipitação, temperatura, armazenamento total de água no solo e radiação no crescimento e produtividade da vegetação5,6. Ao mesmo tempo, as florestas antigas e diversificadas, independentemente do tipo de vegetação, desempenham um papel significativo na atenuação dos impactos da variabilidade climática nos ciclos de carbono e hidrológicos7.

A vegetação tem um feedback muito forte para os processos atmosféricos8,9,10,11 e hidrológicos12 e desempenhará um papel significativo na trajetória futura do sistema terrestre13. Mudanças nos padrões de vegetação influenciam a produção de água, especialmente as baixas vazões, pois podem alterar as taxas de infiltração e, posteriormente, a umidade do solo e o armazenamento de águas subterrâneas14. As águas subterrâneas podem melhorar a persistência pluviométrica por vários anos, sustentando a evapotranspiração por um longo período de tempo15. As plantas podem aumentar a disponibilidade de água no futuro devido à diminuição da transpiração resultante do fechamento estomático relativamente precoce em concentrações mais altas de CO2 e um aumento na umidade do solo16,17,18. No entanto, estudos recentes também mostram que estações de crescimento mais longas com áreas foliares crescentes devido à fertilização com CO2 e maior demanda evaporativa da atmosfera devido ao aquecimento podem aumentar a evapotranspiração11,12,19,20,21. Enquanto a umidade do solo na zona radicular pode atuar como um fator limitante para a evapotranspiração22, a vegetação de raízes profundas pode absorver água das camadas mais profundas do solo para compensar as deficiências de água nas camadas superiores do solo, sustentando assim a evapotranspiração23. Na região das Monções da América do Norte, o controle da umidade do solo na evapotranspiração evolui com mudanças na vegetação e sua fenologia24. O papel do continuum solo-vegetação na condução da evapotranspiração é muito significativo no contexto da inadequação dos Modelos do Sistema Terrestre (ESMs) em capturar o acoplamento entre a umidade do solo e a evapotranspiração25,26,27,28. Os ESMs atuais tentam capturar os vários processos que controlam as interações terra-atmosfera29 com a ajuda de sofisticados mecanismos de acoplamento auxiliados pela observação; porém ainda não chegam a um consenso30,31,32. A grande dispersão entre os ESMs na modelagem dessas interações surge devido às complexas interações e feedbacks entre os diferentes componentes do sistema terrestre33,34. Isso destaca a necessidade de monitorar com precisão esses acoplamentos entre os diferentes elementos; especialmente um processo crítico como ET.