Zonele aride nu devin mai uscate așa cum au prezis cercetătorii climatici

Un ecosistem arid din nordul Californiei arată umiditatea scăzută a solului, dar modificări mici în disponibilitatea apei de suprafață. Credit foto: Columbia Engineering

Un studiu realizat de New Columbia Engineering, care a examinat mai întâi efectele pe termen lung ale feedback-urilor asupra umidității solului și a atmosferei în regiunile aride, arată că umiditatea solului exercită feedback negativ asupra disponibilității apei de suprafață în regiunile aride și compensează o parte din scăderea așteptată.

Oamenii de știință au presupus că încălzirea globală va crește disponibilitatea apei de suprafață – resurse de apă dulce create de precipitații minus evapotranspirarea – în regiunile umede și va scădea disponibilitatea apei în regiunile aride. Această așteptare se bazează în principal pe procese termodinamice atmosferice. Pe măsură ce temperatura aerului crește, mai multă apă se evaporă din mare și aterizează în aer. Deoarece aerul mai cald poate reține mai mulți vapori de apă decât aerul uscat, se așteaptă ca o atmosferă mai umedă să amplifice tiparul existent de disponibilitate a apei, ducând la răspunsuri atmosferice la încălzirea globală care devin mai uscate și mai umede.

O echipă de ingineri din Columbia condusă de Pierre Gentine, Maurice Ewing și J. Lamar Worzel, profesor de inginerie a pământului și a mediului afiliat la Earth Institute, s-a întrebat de ce predicțiile modelelor climatice cuplate nu au răspunsuri semnificative „uscat-uscat” la zonele aride cauză. zone tropicale și temperate cu un indice de secetă mai mic de 0,65, chiar și atunci când cercetătorii folosesc scenariul de încălzire globală cu emisii ridicate. Sha Zhou, coleg postdoctoral la Observatorul Pământului Lamont-Doherty și la Institutul Pământ, care studiază interacțiunile pământ-atmosferă și ciclul hidrologic global, a considerat că feedback-ul umidității solului-atmosferă ar putea juca un rol important în previziunile viitoare privind disponibilitatea apei în zonele aride. .

Noul studiu, publicat astăzi de Schimbările climatice ale naturiieste primul care demonstrează importanța schimbărilor de umiditate pe termen lung ale solului și a feedback-ului asociat umidității solului și a atmosferei în aceste predicții. Cercetătorii au identificat o reglare pe termen lung a umidității solului în circulația atmosferică și a transportului de umiditate care îmbunătățește în mare măsură declinul potențial al disponibilității viitoare a apei în zonele aride, dincolo de ceea ce se așteaptă în absența feedback-ului de umiditate al solului.

„Acest feedback joacă un rol mai important decât schimbările pe termen lung ale apelor de suprafață”, spune Zhou. „Deoarece fluctuațiile de umiditate ale solului afectează negativ disponibilitatea apei, acest feedback negativ ar putea reduce parțial creșterile dimensiunilor și frecvențelor evenimentelor de hidroclimat extrem de ridicate și extrem de scăzute, cum ar fi secetele și inundațiile cauzate de încălzire. Fără feedback negativ, putem experimenta secete și inundații mai frecvente și extreme. “

Echipa a combinat un experiment unic, idealizat de cuplare pământ-atmosferă cu mai multe modele folosind o nouă abordare statistică pe care au dezvoltat-o ​​pentru studiu. Apoi au aplicat algoritmul la observații pentru a investiga rolul critic al feedback-ului umidității solului și al atmosferei în schimbările viitoare ale disponibilității apei în regiunile aride și pentru a examina mecanismele termodinamice și dinamice care stau la baza schimbărilor viitoare în disponibilitatea apei datorate acestor feedback-uri.

Ca răspuns la încălzirea globală, au descoperit o scădere bruscă a disponibilității apei de suprafață (precipitații minus evaporarea, PE) în regiunile aride peste oceane, dar doar o mică scădere a PE în regiunile aride. Zhou a sugerat că acest fenomen este legat de procesele atmosferei terestre. „Peste zonele aride, este probabil ca umiditatea solului să scadă semnificativ sub influența schimbărilor climatice”, explică ea. “Modificările umidității solului ar influența și mai mult procesele atmosferice și ciclul apei.”

Încălzirea globală va reduce probabil disponibilitatea apei și, prin urmare, umiditatea solului în regiunile aride. Cu toate acestea, acest nou studiu a constatat că uscarea umidității solului afectează negativ disponibilitatea apei. Scăderea umidității solului reduce evaporarea și răcirea prin evaporare și îmbunătățește încălzirea suprafeței în zonele aride în comparație cu regiunile umede și oceanul. Contrastul de încălzire dintre uscat și ocean mărește diferențele de presiune a aerului dintre ocean și uscat și duce la un transport mai puternic al vântului și al vaporilor de apă din ocean în uscat.

„Munca noastră arată că predicția umezelii solului și feedback-ul asociat din atmosferă sunt foarte diferite și dependente de model”, spune Gentine. “Acest studiu subliniază nevoia urgentă de a îmbunătăți previziunile viitoare ale umidității solului și de a modela cu precizie feedback-ul atmosferic al umidității solului, care sunt esențiale pentru a prezice în mod fiabil disponibilitatea apei uscate pentru o mai bună gestionare a resurselor de apă.”

Referință: „Feedbackul din cauza umidității solului și a atmosferei reduce disponibilitatea căderii apei în regiunile aride” de Sha Zhou, A. Park Williams, Benjamin R. Lintner, Alexis M. Berg, Yao Zhang, Trevor F. Keenan, Benjamin I. Cook, Stefan Hagemann , Sonia I. Seneviratne și Pierre Gentine, 4 ianuarie 2021, Schimbările climatice ale naturii.
DOI: 10.1038 / s41558-020-00945-z

Autorii sunt: ​​Sha Zhou 1,2,3,4,5; A. Park Williams 1; Benjamin R. Lintner 6; Alexis M. Berg 7; Yao Zhang 4,5; Trevor F. Keenan 4,5; Benjamin I. Cook 1,8; Stefan Hagemann 9; Sonia I. Seneviratne 10; Pierre Gentine 2.3
1 Observatorul Pământului Lamont-Doherty, Universitatea Columbia
2 Earth Institute, Columbia University
3 Departamentul de Pământ și Ingineria Mediului Universitatea Columbia
4 Divizia de științe climatice și a ecosistemelor, Laboratorul Național Lawrence Berkeley
5 Departamentul de Științe ale Mediului, Politică și Management UC
6 Departamentul de Științe ale Mediului Rutgers, New Jersey State University
7 Departamentul de Pământ și Științe Planetare, Universitatea Harvard
A 8-a NASA Institutul Goddard pentru Studii Spațiale
9 Centrul Helmholtz Institutul de Cercetări Coastale Geesthacht, Germania
10 Institutul pentru Științe Atmosferice și Climatice ETH Zurich

Studiul a fost susținut de NASA ROSES Terrestrial Hydrology (NNH17ZDA00IN-THP) și NOAA MAPP NA17OAR4310127, Lamont-Doherty Postdoctoral Fellowship și Earth Institute Postdoctoral Fellowship.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

„Tirani” adolescenți – Descendenții dinozaurului sălbatic – Explicați diversitatea dinozaurilor?

Noi cercetări sugerează că generații de dinozauri carnivori gigantici, cum ar fi Tyrannosaurus rex, și-ar fi remodelat radical comunitățile cu specii mai mici concurente....

Limitele de date pot fi șterse cu antene optice noi și „inele luminoase”

Cercetătorii de la Universitatea din California, Berkeley, au găsit o nouă modalitate de a valorifica proprietățile undelor de lumină care pot crește cantitatea de...

Primul studiu științific al eficacității vaccinului COVID-19 din lumea reală – rezultatele aici

Primul studiu pe scară largă, evaluat de colegi, cu privire la eficacitatea sa din lumea reală COVID-19 Vaccinul a fost publicat de Institutul de...

„Cel mai dur grup de găuri negre” detectat de undele gravitaționale ar putea fi de fapt fuziunea stelelor din Boson

Reprezentare artistică a coliziunii a două stele de boson cu unde gravitaționale emise. Credite: Nicolás Sanchis-Gual și Rocío García-Souto O echipă internațională condusă de...

Procesul de tratament în rara morgă „carapace noroioase” a mumiei egiptene a fost expus – acesta este un caz de eroare

O figură mumificată și un sicriu în colecția Nicholson a Muzeului Aripii Chau Chuck de la Universitatea din Sydney. O persoană mumificată înfășurată...

Newsletter

Subscribe to stay updated.