Новое исследование теперь дает некоторую ясность. «В среднем больше всего дождей идет в дни с высокой влажностью почвы», — объясняет Бенуа Гильод, первый автор, который руководил исследованием в рамках своей докторской диссертации в группе Сони Сеневиратне, профессора по динамике климата земли, и которая сейчас работает в Оксфордском университете. «Однако больше всего осадков выпадает в самом засушливом субрегионе». Это явление можно объяснить следующим образом: в течение дня солнце нагревает поверхность Земли, вызывая испарение воды в озерах, реках, океанах и земле.
Этот водяной пар поднимается вверх в течение дня, встречается с более холодными слоями воздуха и конденсируется. Затем начинается дождь.
Влагосодержание почвы играет решающую роль, особенно в районах, удаленных от побережья: чем больше влаги в почве, тем больше воды может испариться, что увеличивает вероятность выпадения осадков.Но где именно идет дождь? Во влажной зоне области с более низкой влажностью почвы производят самый теплый воздух, позволяя водяному пару подниматься выше всего и, таким образом, быстрее встречаться с более холодными слоями воздуха.
В результате в этих местах чаще всего идут дожди.Влажность почвы как климатический фактор еще недостаточно изучена.Чтобы прийти к такому выводу, ученым пришлось обратиться к несметному количеству данных. Хотя влажность почвы является важным климатическим фактором, глобальной информации не хватает.
До сих пор Швейцария была одним из немногих первопроходцев в этой области: сеть мониторинга, инициированная Институтом атмосферных и климатических наук, существует с 2008 года. Вместе с Agroscope Reckenholz-Tanikon и MeteoSwiss ETH создала 19 площадки с датчиками почвы по всей Швейцарии в рамках проекта SwissSMEX. Температура и влажность почвы регистрируются на разной глубине.
Такие подробные измерения редки во всем мире. Для исследования ученым пришлось полагаться на спутниковые данные, которые предоставили информацию о влажности на поверхности почвы на глубину от двух до трех сантиметров. Однако для точного исследования испарения воды данных с поверхности было недостаточно. Много воды испаряется через растительность, поскольку растения поглощают воду своими корнями из глубины почвы и переносят ее вверх.
Ученые оценили влажность почвы на глубине до одного метра; для этого, помимо данных об осадках и поверхностной влажности почвы, они также использовали информацию о радиации и температуре.Проанализировано более 100 000 дождей«Мы наложили сетку на поверхность Земли и с помощью алгоритма идентифицировали более 100 000 отдельных дождей в период с 2002 по 2011 год, а затем проанализировали влажность почвы до этих событий», — объясняет Гиллод.
Предыдущие исследования были ограничены либо пространственным аспектом — где идет дождь, — либо временным аспектом — когда идет дождь. «Наше исследование было первым, которое показало общую временную и пространственную корреляцию между влажностью почвы и осадками», — говорит Гиллод.Тем не менее, он предостерегает от преждевременных выводов: «Вопрос о том, когда именно выпадают осадки, еще не совсем ясен из-за сложности процесса». Более высокопроизводительные компьютеры, подробное моделирование и модельные эксперименты должны в будущем дать дополнительные ответы о том, в какой степени дождевые явления зависят от влажности почвы и атмосферных процессов.Ответы на эти вопросы могут помочь лучше понять другие климатические процессы в будущем. «Они могут позволить сделать дополнительные выводы, например, о взаимодействии между влажностью почвы и ростом растений», — объясняет Сеневиратне.
Такая информация может служить, например, в качестве основы для исследования разветвлений крупномасштабных ирригационных систем в сельском хозяйстве. Или они могли бы пролить свет на то, можно ли ограничить расширение засушливых территорий за счет посадки и орошения.