A temperatura das folhas no aquecimento climático e a lacuna com os modelos

Os cientistas quantificam o aquecimento climático com termómetros instalados a poucos pés do solo e resguardados da luz solar directa.

Estas medições permitem aos especialistas interpretar modelos de culturas, antecipar condições de seca e avaliar metas de emissões usadas em acordos climáticos internacionais.

Em todas estas aplicações, assume-se que os valores registados representam aquilo que as plantas realmente sentem. No entanto, essa imagem continua incompleta.

Por exemplo, uma folha consegue arrefecer ao libertar vapor de água, mas esse mecanismo perde eficácia quando o ar fica demasiado seco e as plantas começam a poupar água.

Um novo estudo mostra que a diferença entre a temperatura sentida pelas folhas e a temperatura indicada pelos termómetros deverá aumentar até ao final do século - de formas que a maioria dos modelos climáticos não está a captar.

Quando o calor excessivo ataca

As folhas no topo de uma copa exposta ao sol não reproduzem, necessariamente, o valor de um termómetro.

Ao receberem radiação solar, as plantas aquecem e, depois, arrefecem ao puxar água pelas raízes e ao libertá-la através de minúsculos poros nas folhas.

Este mecanismo, chamado transpiração, ajuda a remover calor à medida que a água evapora.

Quando existe água suficiente e o ar consegue absorver mais humidade, a copa tende a manter-se próxima da temperatura do ar circundante.

Mas, se a água escasseia ou se o ar se torna demasiado seco, as plantas reduzem a transpiração e as folhas começam a aquecer para lá da temperatura do ar à sua volta.

Uma equipa liderada por Julia K. Green, da Universidade do Arizona (UA), procurou quantificar essa diferença tanto nas condições actuais como em cenários futuros.

O objectivo era compreender a temperatura da copa e, ao mesmo tempo, a experiência térmica real das folhas.

Em necessidade urgente de água

Para descrever quão intensamente o ar circundante “puxa” humidade das plantas, os cientistas usam o termo défice de pressão de vapor, ou VPD.

O VPD traduz a diferença entre a quantidade de humidade que o ar poderia conter e a quantidade que efectivamente contém.

Ao longo de várias décadas, a humidade tem diminuído em grande parte do planeta.

Um estudo anterior concluiu que o aumento do VPD já reduziu o crescimento da vegetação à escala global desde o final da década de 1990.

Quando o ar se torna tão exigente, as plantas fecham os poros das folhas - os estomas - para conservar água.

Com menos humidade a escapar, o arrefecimento enfraquece e a copa foliar aquece. A equipa tentou seguir este processo à escala do planeta.

Lacunas em falta nos modelos

Grande parte das projecções do clima futuro assenta em Modelos do Sistema Terrestre. Trata-se de pacotes de software que simulam atmosfera, oceanos, gelo e terra como um único sistema interligado.

Green e os seus colegas combinaram resultados de um conjunto destes modelos com observações por satélite da diferença entre a temperatura da copa e a temperatura do ar.

As medições do mundo real indicaram quais os modelos mais credíveis e quais os que ficavam aquém.

O exercício revelou um ponto cego sistemático para o século que se aproxima. Na maioria das regiões vegetadas do planeta, os modelos subestimaram quanto a temperatura da copa deverá aumentar.

Uma diferença que vai crescer

Até 2100, a equipa estima que as temperaturas da copa subirão cerca de dois décimos de grau Fahrenheit (0,16°C) acima das temperaturas do ar.

Embora pareça pouco, isso corresponde a um aumento de aproximadamente 16% na diferença de temperatura já existente entre as copas vegetais e o ar circundante.

Os maiores acréscimos surgiram onde os cientistas os antecipavam: em zonas áridas, em climas mediterrânicos e em florestas que já estão próximas dos seus limites hídricos.

As copas têm maior probabilidade de sobreaquecer onde a “sede” atmosférica está a aumentar mais depressa.

Isto está em linha com outros trabalhos. Uma revisão de 2024 registou o aumento do VPD como uma das pressões mais abrangentes e com maiores consequências a que os ecossistemas terrestres hoje estão sujeitos.

Plantas sob pressão

No interior de uma folha, a temperatura influencia praticamente tudo. As enzimas que sustentam a fotossíntese têm um intervalo ideal e abrandam quando estão fora dele.

Para poupar água, os estomas fecham, o que bloqueia o dióxido de carbono necessário à fotossíntese. Como consequência, a produtividade diminui.

Há muito que os investigadores suspeitam que, com o aquecimento climático, as temperaturas da copa e do ar não evoluem de forma perfeitamente sincronizada.

A nova análise associa a ampliação desta diferença ao stress hídrico. Mostra que as copas aquecem mais onde o ar está a secar mais rapidamente.

Sumidouros de carbono em risco

Florestas, pradarias e terras agrícolas absorvem, todos os anos, cerca de um terço do dióxido de carbono que os seres humanos libertam para a atmosfera.

“Essa captação de carbono tem funcionado como um travão silencioso do aquecimento, mas não está garantido que continue.”

Investigação anterior registou uma diminuição do impulso que as plantas antes recebiam do aumento das concentrações de dióxido de carbono atmosférico.

A análise de Green acrescenta uma segunda preocupação. Os modelos indicam que a temperatura que as plantas realmente sentem está a subir, sobretudo onde o ar se torna mais seco.

Se o aquecimento da copa continuar a ultrapassar o aquecimento do ar, a fotossíntese e o crescimento das plantas podem diminuir mesmo em zonas anteriormente consideradas de baixo risco.

Além disso, o fluxo de carbono da atmosfera para a terra poderá encolher mais depressa do que o esperado.

Temperatura das folhas e clima

Alguns pontos ficam claros. Modelos climáticos que se baseiam apenas na temperatura do ar podem subestimar de forma sistemática o calor sentido pelas plantas, especialmente em regiões em processo de secagem.

Como resposta, os Modelos do Sistema Terrestre precisam de acompanhar directamente a temperatura da copa para obter os dados mais exactos.

Quando isso acontecer, as projecções de fotossíntese, crescimento da vegetação e do sumidouro terrestre de carbono tornar-se-ão mais precisas.

Os modelos terão de ser revistos, com um efeito em cadeia sobre previsões de culturas, perspectivas de seca e metas de emissões.