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Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 888 (2023) Citare questo articolo

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L’India riceve più del 70% delle precipitazioni annuali durante il monsone estivo, da giugno a settembre. Le precipitazioni sono scarse e sparse per il resto dell'anno. Combinando dati satellitari e simulazioni di modelli, mostriamo che il continuum suolo-vegetazione funziona come un condensatore naturale dell’acqua, immagazzinando l’impulso monsonico e rilasciando umidità nell’atmosfera attraverso l’evapotraspirazione per circa 135 giorni quando l’apporto di umidità dalle precipitazioni è inferiore al valore perdite per evapotraspirazione. La produttività primaria lorda totale della vegetazione in India durante il periodo del condensatore rappresenta quasi il 35% del valore totale annuo del GPP. Dipende principalmente dall'umidità del suolo all'inizio del periodo, una misura della capacità di umidità del suolo, con una correlazione di 0,6. Dato che l’India è il secondo maggior contributore al recente greening globale, la capacità idrica del suolo e della vegetazione svolge un ruolo significativo nel bilancio globale del carbonio.

Il feedback dalla terra all’atmosfera è guidato dall’evapotraspirazione (ET) che collega i cicli dell’acqua, dell’energia e del carbonio. Circa il 64% dell'ET globale è dovuto alla traspirazione della vegetazione1. Pertanto, la traspirazione della vegetazione gioca un ruolo vitale nella componente atmosferica del ciclo idrologico. I processi biofisici nella vegetazione che alterano la traspirazione controllano anche gli scambi di anidride carbonica terra-atmosfera2,3. Pertanto, la ramificazione dei cambiamenti biofisici nella vegetazione può avere un impatto sostanziale sul clima globale e regionale4. Gli studi mostrano una forte influenza delle variabili climatiche come le precipitazioni, la temperatura, lo stoccaggio totale dell’acqua terrestre e le radiazioni sulla crescita e sulla produttività della vegetazione5,6. Allo stesso tempo, le vecchie e diversificate foreste, indipendentemente dal tipo di vegetazione, svolgono un ruolo significativo nello smorzare gli impatti della variabilità climatica sui cicli del carbonio e idrologici7.

La vegetazione ha un feedback molto forte sui processi atmosferici8,9,10,11 e idrologici12 e giocherà un ruolo significativo nella futura traiettoria del sistema terra13. I cambiamenti nei modelli di vegetazione influenzano la resa idrica, in particolare i bassi flussi, poiché questi possono alterare i tassi di infiltrazione e di conseguenza l’umidità del suolo e lo stoccaggio delle acque sotterranee14. Le acque sotterranee possono migliorare la persistenza pluriennale delle precipitazioni sostenendo l’evapotraspirazione per un lungo periodo di tempo15. Le piante potrebbero aumentare la disponibilità di acqua in futuro a causa della diminuzione della traspirazione derivante dalla chiusura stomatica relativamente precoce a concentrazioni più elevate di CO2 e da un aumento dell'umidità del suolo16,17,18. Tuttavia, studi recenti mostrano anche che stagioni di crescita più lunghe con aree fogliari in aumento dovute alla fertilizzazione con CO2 e una maggiore domanda evaporativa dell’atmosfera dovuta al riscaldamento possono aumentare l’evapotraspirazione11,12,19,20,21. Mentre l’umidità del suolo nella zona radicale può fungere da fattore limitante per l’evapotraspirazione22, la vegetazione con radici profonde può assorbire acqua dagli strati più profondi del terreno per compensare le carenze idriche negli strati superficiali del suolo, sostenendo così l’evapotraspirazione23. Nella regione dei monsoni nordamericani, il controllo dell’umidità del suolo sull’evapotraspirazione si evolve con i cambiamenti nella vegetazione e nella sua fenologia24. Il ruolo del continuum suolo-vegetazione nel determinare l’evapotraspirazione è molto significativo nel contesto dell’inadeguatezza dei modelli del sistema terra (ESM) nel catturare l’accoppiamento tra umidità del suolo ed evapotraspirazione25,26,27,28. Gli attuali ESM cercano di catturare i vari processi che controllano le interazioni terra-atmosfera29 con l’aiuto di sofisticati meccanismi di accoppiamento assistiti dall’osservazione; tuttavia non riescono ancora a raggiungere un consenso30,31,32. L’ampia diffusione tra gli ESM nella modellazione di queste interazioni è dovuta alle complesse interazioni e feedback tra i diversi componenti del sistema terrestre33,34. Ciò evidenzia la necessità di monitorare accuratamente questi accoppiamenti tra i diversi elementi; soprattutto un processo critico come ET.