Verbeterde voedselproductie (3c): bomen maken regen - verharding en landbouw maakt woestijn

In twee eerdere blogs uit de serie van bomen als regenmakers is uitgebreid stilgestaan bij de invloed van bomen op neerslag. In blog 3a is uitgelegd hoe bomen door de productie van VOC's hun eigen condensatiekernen vormen, zodat water sneller kan condenseren boven het bos: het bos creeert hiermee zijn eigen wolken.
In blog 3b is stilgestaan bij hoe de stratosfeer boven een bos anders is dan boven bijvoorbeeld een grasland met alle gevolgen van dien: door een grotere ruwheid van het landschap boven een bos t.o.v. een grasland in combinatie met een hogere verdamping stijgt er meer vochtige lucht op naar hogere luchtlagen (samen met de VOC's) waardoor boven de bossen wel wolken vorming plaatsvindt, maar boven het grasland niet. Verwijdering van het bos (door een storm) leidde daar dan ook tot minder wolkenvorming.

In deze blog ligt de focus op de verdamping vanuit bossen die essentieel is voor de regenvorming.

De Spaanse situatie

In 2014 heeft de Spaanse meteorologische professor Millán Millán een fascinerend wetenschappelijk artikel geschreven over de impact van ontbossing op de neerslag (en geinterviewd in dit artikel in de guardian).

Hij heeft hierbij gekeken naar het verdwijnen van de zomerregens die vroeger 's avonds voorkwamen in oostelijk deel van Spanje (de Valencia regio).
De lucht die vanaf de Middellandse Zee Spanje instroomt bevat redelijk wat waterdamp, maar nog niet voldoende om tot wolkenvorming en daarmee neerslag te leiden. Er moet extra waterdamp bij, om tot condensatie te kunnen leiden. In het verleden, met bossen en moerassen, leverde het landschap genoeg waterdamp met weinig opwarming, om tot de wolkenvorming en daarna de neerslag in de avond te leiden (Bovenste deel A in de onderstaande figuur).
Het kappen van de bossen en het droogleggen van de moerassen (voor toeristische resorts en landbouw) heeft echter geresulteerd in een sterkere opwarming van de lucht door een veranderd landschap en tot minder verdamping. Warmere lucht moet meer water bevatten om tot condensatie te leiden, maar door minder verdamping wordt er ook nog eens minder waterdamp toegevoegd dan vroeger het geval was. Gevolg is dat condensatie van waterdamp onder de beschreven omstandigheden eigenlijk niet meer plaatsvindt, waardoor de zomerregens niet meer optreden. Dit leidt tot veel drogere zomers (Onderste deel B in de figuur) en uiteindelijk zelfs tot verwoestijning van het binnenland.

Bron: https://www.academia.edu/29263947/Extreme_hydrometeorological_events_and_climate_change_predictions_in_Europe

De auteur stelt hierbij in het artikel een aantal interessante vragen op basis van een aantal aannames:
1. Te zien is dat er 14 g water in een kilo lucht zit vanaf de Middellandse Zee, voor wolkenvorming moet dit toenemen tot 21 g water per kilo lucht. Er moet dus 7 gram water worden toegevoegd middels verdamping boven het land (de bossen en moerassen).
2. Als wordt aangenomen dat er van deze 21 gram water 7 gram uitregent boven het landschap, en deze verdampt vervolgens weer om op een avond tot de zomerse regenbui te leiden, wordt deze 7 gram water dan eindeloos gerecycled?
3. En als er op jaarbasis dit type neerslag tot 120 mm regen leidt, in 8 buien van gemiddeld 15 mm, is dit dan 8 keer het zelfde water?

Als op de vragen gesteld onder 2 en 3 het antwoord ja is, werpt dat een interessant licht op het fenomeen van water efficientie. De verdamping is misschien helemaal niet efficient als je naar de gewassen op de grond kijkt, maar zorgt er wel voor dat het gebied groen blijft in de zomer en in de zomer continue van neerslag wordt voorzien. Zonder de bossen en de moerassen blijkt het gebied nu steeds verder uit te drogen.

Deze conclusie sluit ook precies aan op een studie van de universiteit van Wageningen uit 2017 uitgevoerd in de Landes regio in Frankrijk. Hier bleek dat het verwijderen van bos (als gevolg van een storm tijdens de studieperiode) tot verminderde wolkenvorming leidde.
Een ander artikel in Nature van mei 2021 komt tot vergelijkbare conclusies over de amazone: het kappen van de bomen leidt tot minder regen.

Conclusie

Bossen blijken een zeer bijzonder ecosysteem te zijn. Hoewel ze misschien (op dit moment nog) geen economische waarde hebben, blijken ze cruciale ecosysteemdiensten te leveren: ze voorzien een stroomgebied opnieuw en opnieuw van regen, water dat voorkomt dat een gebied uitdroogt, water dat maakt dat het ecosysteem functioneert en dat de mens daar op een aangename manier kan leven.
Het verwijderen van bossen en het droogleggen van moerassen om deze gronden voor landbouw en bebouwing te gebruiken zorgt ervoor dat deze gebieden warmer worden, en dat er minder water kan verdampen. Recycling van het water is dan niet mogelijk, waardoor het gebied in de zomer steeds verder uitdroogt met verwoestijning tot gevolg.
Hier moet dus een middenweg gebaand worden, waarbij zowel eten wordt geproduceerd, als bossen worden teruggebracht. Goed ontworpen agroforestry systemen zijn hierbij een cruciale schakel om in deze gebieden verwoestijning een halt toe te brengen.

Bronnen:

- https://www.academia.edu/29263947/Extreme_hydrometeorological_events_and_climate_change_predictions_in_Europe
- https://www.nature.com/articles/ncomms14065
- https://www.nature.com/articles/s41467-021-22840-7
- https://www.theguardian.com/environment/2021/mar/20/our-biggest-challenge-lack-of-imagination-the-scientists-turning-the-desert-green

Verbeterde voedselproductie 3b          Verbeterde voedselproductie 4