El rol de los Bosques en atraer la lluvia

Douglas Sheil es un ecólogo irlandés quien centra su investigación en la conservación y manejo de los bosques lluviosos tropicales. Después de recibir un doctorado en Ecología Tropical de la Universidad de Oxford en 1996, Sheil trabajó como consultor durante muchos años antes de unirse al Centro de Investigación Forestal Internacional (CIFOR), donde desarrolló y dirigió estudios ecológicos, de conservación y comunitarios con organizaciones locales e internacionales. En 2008, Sheil fue contratado por la Sociedad de Conservación de Vida Silvestre, y secundado a la Universidad de Mbarara de Ciencia y Tecnología para dirigir una estación de investigación ubicada dentro del Parque Nacional de la Selva Impenetrable de Bwindi, en Uganda. Douglas reside actualmente en Noruega, donde trabaja como profesor en la Universidad Noruega de las Ciencias de la Vida (NMBU, por sus siglas en inglés), siendo autor y coautor de alrededor de 200 publicaciones científicas, entre los cuales se incluyen artículos académicos, libros y artículos de difusión sobre climatología y bosques. En Revista Endémico conversamos con él para comprender los detalles acerca de su investigación en torno a la relación entre los bosques y la lluvia, y conocer su visión de futuro respecto al clima de nuestro planeta.

¿Qué rol juegan los bosques en la generación de lluvia?

Esta es una gran pregunta que me encanta responder. Sabemos lo suficiente para decir “es un rol importante” y que gran parte de la lluvia que cae directamente sobre la tierra está vinculada a los bosques. Sin embargo, existen múltiples mecanismos y procesos involucrados que aún no entendemos. Curiosamente, la relación entre bosques y lluvia ha sido reconocida desde hace ya bastante tiempo. Por ejemplo, la biografía de Cristóbal Colon, escrita por su hijo Fernando Colón, reporta que “siendo martes, 22 de Julio [1494], él partió para Jamaica… el cielo, aire y clima eran iguales que en otros lugares; cada tarde había una turbonada (aumento repentino de la velocidad del viento que suele ser asociado a tempestades) que duraba una hora. El almirante escribe que lo relaciona a la gran cobertura vegetal del territorio; él sabía por experiencia que esto también ocurrían en las Islas Canarias, Madera y Azore, pero desde la deforestación de los bosques que antiguamente cubrían estas islas, ya no presentaban tanta lluvia y neblina como antes.” (REF F. Colon, The Life of Christopher Colombus by His Son Ferdinand).

¿En qué consiste la teoría de la bomba biótica?

Es una teoría que sugiere que la abundante lluvia de algunos interiores continentales, como en la Amazonía en América del Sur y el Congo en África, es sólo posible debido a la casi continua cobertura forestal desde la costa al interior. La teoría en sí se fundamenta en los procesos físicos atmosféricos y destaca el papel de la evaporación y la condensación en la generación de vientos que llevan el aire húmedo hacia el interior continental. Se propone que los patrones de lluvia pueden ser muy sensibles a los cambios de cobertura vegetal: incluso la pérdida forestal localizada puede revertir un continente de altas precipitaciones a un lugar con bajas condiciones de lluvia.

Esta teoría, desarrollada por Anastassia Makarieva y Víctor Gorshkov, propone que la cobertura forestal influye en los gradientes de presión atmosférica y, por tanto, en las corrientes de aire. La lluvia en el interior de los continentes depende de los vientos que movilizan la humedad del océano tierra adentro para reemplazar el agua que fluye a través de los ríos hacia el mar. Los bosques mantienen la evaporación más alta de humedad de cualquier tipo de cobertura terrestre, e incluso evaporan más agua por unidad de superficie que el océano. Tales niveles de humedad tan altos que se emiten al aire aseguran una condensación intensa, la cual genera un flujo de aire que transportan humedad del mar hacia al interior continental. Estas interacciones, basadas en dinámicas físicas que pueden ser revisadas en Makarieva & Gorshkov (2007), son las que mantienen las grandes tormentas tropicales en el océano, al mismo tiempo que permiten altas tasas de lluvia en el interior del Amazonas.

La bomba biótica ayuda a explicar algunas discrepancias en la ciencia climática contemporánea. Consideremos dos ejemplos: los modelos climáticos actuales que no están obligados a ajustar datos (es decir, basados en los procesos físicos simulan el clima global sin ajuste local) indican que la precipitación sobre las Islas de Indonesia debería ser notablemente inferior a la de los océanos circundantes, cuando el patrón verdadero es el inverso (la precipitación es más alta sobre la tierra). Tales modelos también implicarían que el río Amazonas debiese fluir con, en el mejor de los casos, sólo la mitad del volumen de agua que lleva. Estos patrones son el resultado de los modelos actuales, los cuales no incluyen la influencia de la cubertura vegetal sobre los vientos y la lluvia, variables que sí son consideradas en la teoría de la bomba biótica.

Cuando me topé con esta teoría, estaba intrigado, pero no estaba seguro de su veracidad. Lo que sí sabía, es que de ser cierto lo que implicaba, se requeriría un cambio fundamental en cómo vemos el sistema climático global. En los últimos años, a partir de su teoría, Anastassia y Víctor han desarrollado con éxito una serie de sorprendentes predicciones que parecen coincidir con las observaciones empíricas, y me complace decir que varios de estos estudios se han publicado en prestigiosas revistas científicas, por lo que cada vez más investigadores del clima y otras disciplinas están tomando conciencia de estas ideas.

¿Cuál es la relación entre los árboles y la formación de nubes?

Es una relación compleja sobre la cual aún hay muchas investigaciones en curso. Para mayor especificidad, pueden revisar el siguiente artículo de resumen.

Las nubes se forman cuando el vapor de agua se condensa (o congela), pasando de estado gaseoso a líquido (o sólido). La condensación se produce cuando el aire está saturado con agua. Esta depende de la temperatura y también de la presencia de los distintos tipos de núcleos de condensación (generalmente partículas de aerosol o motas que actúan como superficies donde puede condensarse el agua). En un área de aire saturada con agua y con una alta disponibilidad de estos núcleos, la condensación ocurre a niveles de humedad más bajos, lo cual nos permite atribuir un rol importante a estas partículas en la formación de nubes.

La mayoría de las partículas atmosféricas detectadas en los bosques amazónicos son biológicas (por ejemplo, polen y esporas de hongos). Sabemos que estas pequeñas partículas atmosféricas tienden a aumentar su tamaño con la deposición de compuestos orgánicos volátiles (COV) parcialmente fotoxidados. A medida que las partículas crecen, se vuelven más eficaces en la recolección de agua líquida o hielo, sembrando nubes en el cielo. Se estima que el 90% de los COV tienen un origen biológico. El isopreno es el más abundante y mejor caracterizado: es principalmente producido por ciertas plantas cuando están sometidas a estrés de calor. Muchas especies de árboles emiten isopreno, pero las hierbas C4 (tipo de plantas que consumen menos carbono) no lo hacen; por lo tanto, las concentraciones atmosféricas de este compuesto son generalmente más altas sobre los bosques tropicales que sobre las praderas de herbáceas. Es notoria la capacidad del isopreno para aumentar la cubierta de nubes a través del aumento de núcleos de condensación durante los períodos de estrés por calor, lo cual reduce las temperaturas y posiblemente estimula la lluvia, actuando como reguladores de temperaturas regionales y climas en general.

Las relaciones globales sin duda que son mucho más complejas, ya que varios cientos de COVs son conocidos por ser emitidos por las plantas. Además, investigaciones recientes han puesto de manifiesto la importancia de ciertos tipos de bacterias que son levantadas de las superficies de las hojas por el viento, facilitando la formación de hielo a temperaturas relativamente altas en comparación con situaciones sin estas bacterias. Esta actividad de formación de hielo es una característica biológicamente específica de estas bacterias.
Considerando estos procesos como formas en que la vida regula su ambiente, ¿sería la teoría de Gaia, sobre autorregulación biótica planetaria, correcta?

En cierto sentido, sí. Hay formas en que los seres vivos de nuestro planeta contribuyen a mantener regulado su propio clima y estabilidad. La bomba biótica sugiere que los bosques generan y estabilizan climas locales y regionales. Hemos estado desarrollando estas ideas para examinar su influencia a gran escala en los patrones de circulación global. Si estos patrones más grandes cambian, se producirá un profundo impacto sobre el flujo global de humedad atmosférica, lluvia y también temperatura.

¿Qué sucederá si mantenemos el actual ritmo de deforestación global?

Si seguimos deforestando nuestros bosques, los patrones de lluvia se interrumpirán aún más de lo que ya están. Si la bomba biótica es tan fundamental como sospecho, es probable que las interacciones involucradas produzcan cambios importantes en escalas de tiempo muy cortas, con interiores continentales húmedos volviéndose secos y áridos. Las posibilidades son realmente escalofriantes.

En tus estudios hablas de los bosques tropicales; ¿Cómo afectaría esto a los bosques de Chile, por ejemplo?

Estas relaciones no se limitan a los trópicos, sino que son generales. Una pérdida de bosque afectará la lluvia en cualquier lugar. En lo que respecta a Chile, ciertamente no soy un experto, y los Andes hacen que las relaciones regionales sean distintas a lo que estoy habituado, pero estoy seguro de que los patrones de viento y lluvia también son influenciados por sus bosques.

A medida que la cubierta forestal disminuye, los patrones de precipitaciones cambiarán, y hemos de anticipar una mayor frecuencia de sequías e inundaciones a medida que se pierden las reacciones de estabilización del clima.

Si los bosques evaporan mayor humedad que otras formaciones vegetales, ¿qué sucedería con los monocutivos forestales, donde las plantaciones son sometidas a tala rasa cada 10 a 20 años?

La evapotranspiración variará según la forma y tipo de cubierta forestal. Por lo general, un dosel más alto y un índice de área foliar más alto pueden resultar en una mayor evaporación por unidad de área. Una plantación a veces puede tener una mayor evaporación que los bosques naturales (visto en algunos tipos de eucalipto) lo cual se ha utilizado para bajar el nivel de agua en el suelo y controlar los mosquitos en algunas partes del mundo. Sin embargo, si las plantaciones son taladas con regularidad, entonces el patrón disminuirá notablemente y luego comenzará a recuperarse (un patrón a lo largo del tiempo como los dientes de una sierra). En esta situación, es probable que la media de los valores serán mucho más bajos que los de un bosque que se mantiene intacto durante más tiempo. Básicamente, una plantación tendrá menos posibilidades de generar lluvia en comparación a un bosque con sus especies mantenidas en el tiempo.

Aquí en Chile, producto de la desertificación, tenemos sequía en varios lugares del país (en lugares que anteriormente había mucha agua). ¿Existe alguna relación entre la tala rasa, las sequías y los incendios?

Parece probable que estos acontecimientos y tendencias estén, al menos parcialmente, ligados al cambio de la cubierta forestal. No es fácil demostrar con exactitud esta relación, ya que hay varios factores en juego, pero sabemos que la desaparición del bosque es un eslabón importante que potencia la sequía y la frecuencia de incendios, con la consiguiente muerte y degradación de las plantas, en un ciclo que se alimenta a sí mismo.

¿Qué medidas se están adoptando para incorporar todo este conocimiento en acciones políticas?

En este momento realmente poco. Algunos colegas y yo estamos trabajando para persuadir a los principales científicos climáticos de que estas nuevas ideas son creíbles y requieren atención. Esto lo hacemos intentando demostrar las falencias en la ciencia climática convencional, llena de enigmas no resueltos que la nueva teoría sí puede responder. Sólo cuando logremos una aceptación más amplia, será posible conseguir un apoyo político efectivo. Siento que estamos haciendo constantes progresos en ganar tal credibilidad, pero aún falta mayor difusión de estas ideas. La excepción está en los “desiertos verdes”, donde veo mucho más interés: la bomba biótica ofrece la prometedora posibilidad de reforestar desiertos o zonas desertificadas y, al menos en teoría, aportar la lluvia que necesitan para regarse a sí mismos. Una idea emocionante, pero la reforestación tendría que ser a gran escala para tener cualquier influencia sustancial.