Miljöforskning Nummer #3 augusti 2010

Terrestra ekosystem producerar förutom koldioxid och metan en stor mängd kolföreningar, som brukar kallas BVOC, biogenic volatile organic compounds. Dessa flyktiga kolväten innehåller en mängd olika molekyler som i sin tur fyller många olika slags funktioner för växterna. Alla funktioner är inte klarlagda, men som exempel kan nämnas att kolvätena lockar till sig pollinatörer genom att sprida blomdoft, och att de försvarar växterna mot växtätare och miljöpåverkan som ozon och kortvarig hetta.

Släpper ut isoprener. Vissa träd släpper ut mer terpenoider än andra. Ekar släpper ut isoprener, medan tallar släpper ut monoterpener. Foto: Stefan Rosengren.

Terpenoider

När de väl släppts ut i atmosfären, påverkar BVOC dessutom klimatet och hur atmosfären är sammansatt. Det gäller särskilt för den grupp flyktiga kolväten som kallas terpenoider. Det är främst skogar och skogsvegetation som släpper ut terpenoider.

I förorenad luft kan flyktiga kolväten vara orsaken till att det bildas ozon. Detta gäller för luft med höga koncentrationer av reaktiva kväveföreningar (där NO och NO2 tillsammans bildar NOx), till exempel från vägtrafik. I de lägre delarna av atmosfären, tropo sfären, uppträder ozon som en stark växthusgas, och den är också mycket giftig för människor, djur och växter.

Molnens ljus

Terpenoiderna är också viktiga när det gäller tillväxt av sekundära organiska partiklar, SOA, som bildas i atmosfären genom kemiska reaktioner. Dessa partiklar fördelar sig och absorberar strålning, och de påverkar också molnens livslängd och ljusreflekterande egenskaper.

Det är därför klart att utsläpp – genom olika processer och olika former av samverkan – kan spela en viktig roll i klimatsystemet, både idag och i framtiden. Ett framtida varmare klimat kan öka utsläppet av flyktiga kolväten avsevärt. Det vet vi redan nu, eftersom vi kan se starkt förhöjda utsläpp, när vi mäter halten av BVOC från ett löv som exponerats för en högre temperatur.

Värme och koldioxid

Men klimatförändringen är inte den enda faktor som vi har att ta hänsyn till. Det finns även många andra processer som kommer att påverka framtida utsläpp av kolväte.

Till exempel har vi den ökade koncentrationen av koldioxid, som är den huvudsakliga orsaken till klimatförändringen. Laboratorie - experiment har visat att utsläpp av vissa terpenoider från löv faktiskt minskar, när växter utsätts för högre koncentrationer av koldioxid.

När man gör modeller av framtida utsläpp av BVOC, är det två processer man har att ta hänsyn till, och det är processer som går i helt olika riktningar:

• Varmare klimat ökar utsläppen.
• Högre koldioxidkoncentrationer minskar utsläppen.

Vilken av dessa som kommer att vara den dominerande faktorn kan man omöjligen säga säkert.

Vad styr kolvätena?

Det är viktigt att öka vår förståelse för och kunskap om vad det är som styr flyktiga kolväten i deras olika former, eftersom förhöjda utsläpp av BVOC kan få antingen värmande eller svalkande effekt på klimatet.

Eftersom ozon är en kraftig växthusgas, kommer interaktion av ökat utsläpp av BVOC från skogen i en koldioxidförorenad miljö att bidra till varmare klimat.

Å andra sidan är effekterna från sekundära organiska partiklar troligen svalkande, eftersom dessa partiklar fördelar sig och reflekterar solsken och troligen leder till att molnen reflekterar ljus i högre grad.

Sambandsslingor

Interaktionerna är mycket viktiga att förstå för att kunna förutsäga framtida klimatförändringar, eftersom de är en del av så kallade feed back loops. Sådana slingor kan antingen accelerera eller dämpa klimatförändringar som förorsakats av människan. Det är än så länge osäkert vad en återkoppling mellan klimatförändring och biologiska processer betyder för klimatförändringar och för de policies som ska mildra effekterna av klimatförändringar och anpassa energianvändningen.

Men de är också viktiga för att förstå hur nära klimatförändring och luftföroreningar samverkar, eftersom ozon är en stark förorenare, och eftersom ozon bildas med hjälp av BVOC i kväveoxidförorenade miljöer.

Utsläpp i juli. Utsläpp av isopren (till vänster) och monoterpener (till höger) när det gäller potentiell naturlig växtlighet (överst) och dagens markanvändning (underst) i juli månad, genomsnittliga resultat för 1981-2000. Figuren visar att vissa kolväteutsläpp har minskat i landskap där jordbruk har ersatt skogar i Europa, jämfört med potentiella utsläpp om hela Europa skulle ha en naturlig skogsvegetation.

Markens grödor

Hittills har vi diskuterat effekter av klimatförändring endast i förhållande till skogens utsläpp av terpenoider.

Men hur är det med grödor?

I stora drag släpper grödor ut andra grupper av BVOC än vad skogarna gör. Det är mindre av typen terpenoid och mer av så kallade OVOC, oxygenated volatile organic compounds. Sådana syrehaltiga flyktiga kolväten, och deras betydelse för atmosfären har inte varit föremål för lika mycket forskning som terpenoiderna. Vi har heller inget att utgå från när det gäller mängden av OVOC som släpps från jordbrukets växtlighet regionalt eller globalt, och hur dessa utsläpp kommer att reagera på förändringar i klimat och atmosfärisk CO2-koncentration.

Men det är uppenbart, att för att bättre kunna förutspå framtidens atmosfär och klimat, och för att bättre förstå sambandet mellan klimatförändring och luftförorening, måste vi också ta hänsyn till markanvändningen för skog och grödor och till hur stora de respektive ytorna är.

• Tipsa en vän
• Gilla
• Pusha Delicious Digg

Läs tidigare nummer