Dado que muchos árboles pierden sus hojas en invierno, ¿es cierto que hay un aumento sustancial del contenido de CO2 en la atmósfera durante los inviernos?

¡Buena pregunta! De hecho, hay ciclos estacionales de CO2 atmosférico, y son más extremos en las latitudes más altas, lo que sugiere fuertemente que la actividad fotosintética reducida juega un papel en esos ciclos.

Sin embargo, no se trata solo de los niveles reducidos de fotosíntesis. Las plantas emiten constantemente CO2, al igual que nosotros, como un subproducto de su descomposición metabólica de la glucosa (respiración). En la temporada de crecimiento, la tasa de respiración es menor que la de la fotosíntesis (suponiendo que el agua, la luz y los nutrientes necesarios para la fotosíntesis estén disponibles), por lo que el flujo neto de CO2 de las plantas es negativo, lo que significa que están reduciendo la cantidad de CO2 en la atmósfera. Están atrayendo más CO2 del que están emitiendo.

Durante el invierno, la respiración aún debe realizarse para mantener viva la planta, incluso en ausencia de fotosíntesis. Las plantas de latitudes altas se han adaptado a las condiciones invernales de poca luz mediante el almacenamiento de glucosa adicional durante la temporada de crecimiento. Luego, las plantas queman la glucosa para obtener energía una vez que han arrojado sus hojas, y el flujo neto de CO2 se vuelve positivo, lo que significa que las plantas causan un aumento en la cantidad de CO2 en la atmósfera.

Además, una vez que las hojas están en el suelo, los microorganismos comienzan a descomponer sus componentes estructurales para sus propias necesidades. El dióxido de carbono también es un subproducto de este proceso, por lo que la descomposición contribuye al aumento invernal de CO2 atmosférico.

Este fenómeno no es solo estacional, sino que también ocurre a diario. Por la noche, la fotosíntesis se apaga en ausencia de luz, mientras la respiración continúa. Estos ciclos generalmente no se muestran en gráficos como el de arriba, porque esos datos son promedios diarios o mensuales, pero puede ver el patrón en la imagen a continuación.

Es importante destacar que también hay una tendencia a lo largo de muchos años de aumento de CO2, a pesar de la disminución de CO2 en los veranos. Si bien el CO2 atmosférico será más bajo durante el verano, este verano será más alto que el verano pasado, y el verano pasado fue más alto que el anterior, etc. Esta tendencia se ilustra en la primera imagen con la línea roja.

El contenido de CO2 atmosférico aumenta durante el invierno, es decir, durante el invierno del hemisferio norte. Los árboles permanecen inactivos durante los meses de invierno y no absorben CO2 ni emiten oxígeno. Pero cuando el hemisferio norte está en invierno, el hemisferio sur está en verano. Entonces, durante el invierno del norte, los árboles del sur son más activos y eliminan activamente el CO2 del aire y lo reemplazan con oxígeno. La razón por la que el contenido de CO2 aumenta durante el invierno del norte es porque hay mucha menos tierra en el hemisferio sur, tierra en la que los árboles necesitan crecer. Por lo tanto, hay muchos más árboles en el hemisferio norte que en el hemisferio sur. Cuando los árboles del norte se apagan durante el invierno, los árboles del sur no pueden compensar el CO2 que absorben los árboles del norte.

Por supuesto, no es invierno en todas partes a la vez. También hay muchas otras fuentes de fotosíntesis que los árboles de hoja caduca. Me vienen a la mente los árboles de hoja perenne y el fitoplancton en los océanos. Sin embargo, a medida que avanza hacia un poste, la cantidad de luz disponible también disminuye significativamente durante el invierno y esto puede tener un mayor impacto en la producción fotosintética que la pérdida de hojas.

No estoy seguro de cuánto agregaría la corriente en chorro y otros sistemas eólicos principales a la difusión normal para suavizar este diferencial, pero en general probablemente haya un efecto, pero sería sobre el primer extremo del globo y luego el otro, y lo esperaría para estar más marcados a medida que se acercaban las regiones polares.