CExForD


COMPOUND EXTREME EVENTS FROM A LONG-TERM PERSPECTIVE AND THEIR IMPACT ON FOREST GROWTH DYNAMICS

Codul proiectului / Project ID – CF 287/30.11.2022; contract nr. 760074/23.05.2023
Acronim / Acronym – CExForD
Titlul / Title: Compound extreme events from a long-term perspective and their impact on forest growth dynamics
Director de proiect /Project manager in Romania: Dr. Monica IONIȚĂ-SCHOLZ,
email: monica.ionita@usm.ro
Director adjunct: Prof.univ.dr.ing. Cătălin-Constantin ROIBU
email: catalinroibu@usm.ro

Total buget proiect / Overrall project budget: 7.492.240 RON
Perioada de desfășurare a proiectului / Time extent: 01/07/2023 – 30/06/2026
Autoritatea contractantă:  Ministerul Cercetării, Inovării și Digitalizării (MCID)
Finanțat prin Planul Național de Redresare și Reziliență (PNRR)
Contractor: Universitatea ”Ștefan cel Mare” din Suceava


Descriere proiect


Schimbările climatice și creșterea frecvenței evenimentelor extreme sunt recunoscute ca o amenințare semnificativă pentru biodiversitate și pentru viața oamenilor. Starea pădurilor în Europa s-a degradat semnificativ ca răspuns la creșterea numărului de valuri de căldură, secete prelungite și incendii de pădure.

Astfel, proiectul propus are două obiective principale:
1) să aducă cunoștințe noi referitoare la interacțiunile dintre circulația atmosferică și cea oceanică la scară mare și variabilitatea și schimbările în frecvență și magnitudinea evenimentelor extreme (de ex., secetă, valuri de căldură) în toată Europa, cu un accent special pe România. Acest lucru se va realiza prin utilizarea mai multor seturi de date, și anume reconstituiri paleoclimatice, date observaționale și simulări ale modelelor climatice trecute, prezente și viitoare; și
2) să identifice gradul de vulnerabilitate la schimbările climatice pentru stejar și zâmbru, ceea ce reprezintă un prim pas important spre dezvoltarea planurilor de adaptare pentru conservarea biodiversității. În acest scop, ne propunem să identificăm contribuțiile factorilor determinanți la scară mare și la scară locală asupra evenimentelor climatice extreme și modul în care acești factori determinanți se schimbă în scenariile de încălzire indusă antropic și variabilitatea naturală precum și impactul acestor evenimente asupra perturbărilor din ecosistemele forestiere. Acest proiect joacă un rol cheie în înțelegerea modului în care pădurile au răspuns schimbărilor climatice, atât din trecut cât și din prezent și ne va permite să furnizăm informații și soluții pentru a atenua efectele evenimentelor climatice extreme din următorul secol asupra ecosistemelor forestiere.
Obiectivele acestui proiect sunt esențiale pentru elaborarea strategiilor de atenuare și de gestionare adaptivă a pădurilor pentru combaterea impactului schimbărilor climatice.

Obiective

Obiectivul general al proiectului CExForD este de a analiza variabilitatea evenimentelor hidro-climatice extreme compuse și impactul acestora asupra ecosistemelor forestiere, printr-o combinație de metode statistice complexe și prin seturi de date complexe cu acoperire temporală diversă (trecut, prezent și viitor apropiat).
Obiectivele specifice ale CExForD includ:
O1. Să evalueze mecanismele care controlează variabilitatea și tendințele fenomenelor climatice extreme compuse, de la o scară de timp zilnică până la una multi-decadală, în Estul Europei, precum și corelarea acestor fenomene extreme cu date proxy (perspectivă paleo) pentru a avea o viziune mai amplă asupra variabilității lor;
O2. Să investigheze sensibilitatea climatică a zâmbrului (Pinus cembra) și a stejarului (Quercus sp.) folosind diferiți parametrii ai inelelor anuale și să evalueze variabilitatea proceselor de creștere pentru speciile aflate la limita arealelor (altitudinală - Pinus cembra, respectiv pădure compactă/stepă- stejar);
O3. Să reconstituie principalii parametri climatici pe baza unei metode integrative folosind a mai multor surse proxy (TRW, MxD, QWA, δ18O, δ13C) și evaluarea strategiilor de adaptare la fenomenele climatice extreme din trecut și prezent;
O4. Să furnizeze scenarii privind schimbările climatice în raport cu frecvența și intensitatea evenimentelor extreme compuse în perioada 2021 - 2100, precum și să identifice zonele de risc major pe baza strategiilor de creștere a zâmbrului și stejarului în raport cu aceste scenarii.




Echipa de cercetare

 

Dr. Monica IONIȚĂ-SCHOLZ – director de proiect
Prof.univ.dr.ing. Cătălin-Constantin ROIBU – Cercetător cu experiență/ director adjunct proiect
Conf.univ.dr.ing. Ciprian PALAGHIANU – Cercetător post-doctoral/ Cercetător științific III
Dr. Viorica NAGAVCIUC - Cercetător post-doctoral/ Cercetător științific III
Dr. Alan CRIVELLARO - Cercetător post-doctoral/ Cercetător științific III
Dr. Petru-Cosmin VĂIDEANU – cercetător post-doctoral
Dr. Adrian-Bogdan ANTONESCU – cercetător post-doctoral
Dr.ing. Mihai-Gabriel COTOS - asistent cercetare
Drd.ing. Marian-Ionuț ȘTIRBU - Doctorand/Asistent de cercetare
Drd.ing. Andrei MURSA – asistent cercetare
Drd. Loredana BOBOC - asistent de cercetare
Cosmin-Mihai ANDRIESCU- tehnician
Anișoara MOLDOVICEAN – Responsabil resurse umane
Luiza PÎȚU – Responsabil financiar
Anca GRĂMADĂ – Responsabil achiziții
Diana MUNTEAN – Asistent manager

Rezultate

 

Principalele rezultate așteptate sunt reconstituirea variabilității climatice pentru Europa de Est în ultimii aproximativ 800 ani și realizarea de predicții ale răspunsului pădurilor la schimbările climatice. Pe baza rezultatelor obținute, ne propunem să elaborăm hărți de vulnerabilitate a speciilor studiate în contextul scenariilor viitoare de schimbări climatice.

Principalele rezultate se referă la:
  • Dezvoltarea infrastructurii de cercetare existente
  • Dezvoltarea bazei de date referitoare la evenimentele climatice extreme în Estul Europei
  • Dezvoltarea și/sau actualizarea bazei de date referitoare la parametrii anatomici ai inelului annual
  • Variabilitatea spațio-temporală a evenimentelor climatice extreme compuse în Estul Europei
  • Dinamica creșterilor radiale ale zâmbrului și stejarului în Estul Europei
  • Influența circulației atmosferice și oceanice la scară largă asupra evenimentelor compuse
  • Analiza variabilității și a schimbărilor în ceea ce privește frecvența și amploarea evenimentelor combinate (secete și valuri de căldură).
  • Actualizarea seriilor dendrocronologice multiseculare pentru stejar.
  • Serie de referință multiseculară (cc. 800 ani) pentru zâmbru (Pinus cembra) din Retezat și Călimani bazată pe lățimea inelului anual (TRW)
  • Serie de referință multiseculară (cc. 800 ani) pentru zâmbru (Pinus cembra) din Retezat și Călimani bazată pe densitatea maximă (MxD) și parametrii anatomici (QWA)
  • Dezvoltarea unei cronologii multiproxi pentru ultimele secole
  • Cuantificarea legăturii climat arbore folosind lățimea inelului anual (TRW) și a densității maxime (MxD)
  • Realizarea hărților de stabilitate a legăturii climat-arbore folosind lățimea inelului anual (TRW) și densitatea maximă (MxD)
  • Dezvoltarea unei cronologii multiseculare pentru stejar folosind izotopii stabili
  • Cuantificarea legăturii climat arbore folosind parametrii anatomici ai inelului anual (QWA) și izotopii stabili
  • Realizarea hărților de stabilitate a legăturii climat-arbore folosind parametrii anatomici ai inelului anual (QWA) și izotopii stabili
  • Identificarea anilor caracteristici folosind diverse surse de date proxy extrase din inelul anual al arborilor de zâmbru și stejar
  • Identificarea tipurilor de circulație specifice și influența acestora asupra parametrilor inelului annual
  • Reconstituirea condițiilor climatice din ultimele secole folosind parametrii inelului anual (TRW, MxD, QWA și izotopi stabili)
  • Reconstituire climatică integrativă pentru temperatură și precipitații în Estul Europei
  • Prognoza evenimentelor climatice extreme pentru următorii 100 ani în Estul Europei
  • Compararea și calibrarea modelelor statistice cu datele existente (ex. proxi și observații)
  • Prognoza creșterilor zâmbrului și a stejarului în contextul scenariilor climatice
  • Hărți de risc bazate pe strategiile de creștere a speciilor de pin și stejar pentru factorii de decizie

Rezultate/ Diseminare:

  • Articole științifice
  • Nagavciuc, V., Michel, S. L., Balting, D. F., Helle, G., Freund, M., Schleser, G. H., ... & Ionita, M. (2024). A past and present perspective on the European summer vapor pressure deficit. Climate of the Past, 20(3), 573-595. https://doi.org/10.5194/cp-20-573-2024
  • Bakke, S. J., Ionita, M., & Tallaksen, L. M. (2023). Recent European drying and its link to prevailing large-scale atmospheric patterns. Scientific Reports, 13(1), 21921. https://doi.org/10.1038/s41598-023-48861-4
  • Doshi, S. C., Lohmann, G., & Ionita, M. (2023). Hotspot movement of compound events on the Europe continent. Scientific Reports, 13(1), 18100. https://doi.org/10.1038/s41598-023-45067-6
  • Ma, Q., Chen, Y., & Ionita, M. (2024). European Summer Wet-Bulb Temperature: spatiotemporal variations and potential drivers. Journal of Climate, 37(6), 2059-2080. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-23-0420.1
  • Loon, A. F. V., Kchouk, S., Matanó, A., Tootoonchi, F., Garreton, C. A., Hassaballah, K. E., ... & Werner, M. (2024). Drought as a continuum: memory effects in interlinked hydrological, ecological, and social systems. (UNDER REVIEW) https://doi.org/10.5194/egusphere-2024-421
  • Roibu, C.-C., Ionita, M., Mursa, A., Crivellaro, A., Wazny, T., Nagavciuc, V., Cotos, M.-G., Stirbu, M.-I., Asandei, M.-E., and Andriescu, C.-M.: 804 years drought reconstruction based on oak tree rings for Eastern Europe (manuscris în lucru)
  • Cotos, M.-G., Ionita, M., Roibu, C.-C., Antonescu, A.-B., Vaideanu, P.-C., and Nagavciuc, V.: A 172-year Drought Atlas for Romania (manuscris în lucru)
  • Conferințe
  • Cotos, M.-G., Ionita, M., Roibu, C.-C., Antonescu, A.-B., Vaideanu, P.-C., and Nagavciuc, V.: A 172-year Drought Atlas for Romania, EGU General Assembly 2024, Vienna, Austria, 14–19 Apr 2024, EGU24-16614, https://doi.org/10.5194/egusphere-egu24-16614, 2024.
  • Roibu, C.-C., Ionita, M., Mursa, A., Crivellaro, A., Wazny, T., Nagavciuc, V., Cotos, M.-G., Stirbu, M.-I., Asandei, M.-E., and Andriescu, C.-M.: 804 years drought reconstruction based on oak tree rings for Eastern Europe, EGU General Assembly 2024, Vienna, Austria, 14–19 Apr 2024, EGU24-16567, https://doi.org/10.5194/egusphere-egu24-16567, 2024.

Contact

Dr. Monica IONIȚĂ-SCHOLZ
email: monica.ionita@usm.ro
Alfred Wegener Institute Helmholtz Centre for Polar and Marine Research,
Bremerhaven, Germany

Prof.univ.dr.ing. Cătălin-Constantin ROIBU
email: catalinroibu@usm.ro
Facultatea de Silvicultură,
Universitatea Ștefan cel Mare (USV),
Str. Universitatii nr. 13, Suceava 720229