Исследования Гарвардского университета показывают, что увеличение количества осадков, а не повышение температуры, является ключевым фактором повышения уровня влажности почвы в США летом с 2011 по 2020 год, что ставит под сомнение предположения о высыхании почв из-за изменения климата. Исследование подчеркивает важность точного прогнозирования осадков и эффективного управления водными ресурсами в сельском хозяйстве на фоне неопределенности долгосрочных тенденций влажности почвы.
Исследование показывает, что изменения в характере осадков, а не сдвиги температуры, объясняют тенденции влажности почвы.
Уровень влажности почвы играет решающую роль, влияя на скорость распространения лесных пожаров, скорость, с которой холмы превращаются в оползни, и, в частности, на эффективность наших сельскохозяйственных систем. Учитывая продолжающееся повышение температуры, вызванное антропогенным изменением климата, среди ученых растут опасения, что почвенные условия могут стать более сухими. Тем не менее, что интересно, с 2011 по 2020 год наблюдалось увеличение влажности почвы на 57% территории США в летние месяцы, традиционно самый жаркий период года.
Почему почва стала более влажной, хотя на планете стало жарче?
Недавняя работа исследователей Гарвардского университета показала, что тенденции влажности почвы в подавляющем большинстве объясняются осадками, а не температурой. Хотя неудивительно, что больше дождей означает более влажную почву, исследование бросает вызов давнему предположению, что повышение глобальной температуры приведет к более сухой почве.
«Атмосферная вода часто использовалась в качестве показателя засухи, но в этой статье подчеркиваются различия между гидроклиматом почвы и температурой и гидроклиматом атмосферы», — сказал Питер Хайберс, профессор наук о Земле и планетах на факультете искусств и наук. а также профессор экологических и инженерных наук Гарвардской школы инженерии и прикладных наук имени Джона А. Полсона и старший автор статьи.
Исследовательская группа обнаружила, что высыхание от повышенной температуры в значительной степени компенсируется внесением CO2, что позволяет растениям более эффективно использовать воду. Оба этих эффекта вторичны по отношению к осадкам и имеют тенденцию нейтрализовать друг друга, в результате чего осадки остаются основным фактором влажности почвы.
Проблемы измерения влажности почвы и их последствия
Одной из проблем изучения влажности почвы является скудность данных и частое несоответствие спутниковых данных и наземных наблюдений. Команда сравнила наземные наблюдения за период с 2011 по 2020 год — короткий период времени, в течение которого в Соединенных Штатах доступно множество измерений влажности почвы — со спутниковыми данными и обнаружила аналогичное увеличение влажности почвы.
Эти результаты подчеркивают важность улучшения прогнозов долгосрочных изменений количества осадков в ответ на изменение климата, особенно в отношении производства продуктов питания.
«У нас нет очень точных измерений долгосрочной влажности почвы, но последствия высоких температур для урожайности сельскохозяйственных культур во многом связаны с доступностью воды», — сказал Лукас Варгас Цеппетелло, который был научным сотрудником Центра исследований Гарвардского университета. окружающей среды и является первым автором исследования. «Растения, как правило, менее чувствительны к температуре, если у них достаточно воды, но в засушливых условиях у них могут возникнуть большие проблемы».
Варгас Цеппетелло сейчас является доцентом Калифорнийского университета в Беркли.
«Наши результаты показывают, что снижение поверхностной влажности почвы далеко не предрешено, учитывая неопределенность тенденций осадков по всему миру», — сказал Хайберс. «Из-за неопределенности в межгодовой изменчивости количества осадков и неопределенности в прогнозах долгосрочных осадков практически невозможно предсказать влажность почвы в ближайшие десятилетия».
Эта неопределенность затрудняет прогнозирование условий выращивания сельскохозяйственных культур, что делает еще более важным сосредоточиться на стратегиях управления водными ресурсами, сказал Варгас Зеппетелло.
Ссылка: Лукас Р. Варгас Зеппетелло, Алейда М. Тревино и Питер Хайберс, «Расчленение вклада в прошлые и будущие тенденции изменения поверхностной влажности почвы в США», 5 февраля 2024 г., Природа Вода.
DOI: 10.1038/s44221-024-00193-x