Новое исследование показывает, что Амазония создает собственный сезон дождей

Новое исследование впервые предоставило наблюдательные доказательства того, что тропические леса южной Амазонии сами запускают свой сезон дождей, используя водяной пар с листьев растений. Это открытие помогает объяснить, почему вырубка лесов в этом регионе связана со снижением количества осадков.

Исследование проанализировало данные о водяном паре со спектрометра TES (Tropospheric Emission Spectrometer) на спутнике Aura (НАСА) и другие спутниковые измерения. Оно показало, что в конце сухого сезона облака, формирующиеся над южной Амазонией, образуются из воды, поднимающейся от самого леса. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Долгое время было загадкой, почему сезон дождей в Амазонии к югу от экватора начинается именно тогда, когда начинается. В большинстве тропических регионов сроки определяются двумя факторами: муссонными ветрами и зоной межтропической конвергенции (ITCZ), которая смещается с сезонами. Однако в южной Амазонии эти явления происходят лишь в декабре-январе, а сезон дождей сейчас начинается в середине октября — на 2–3 месяца раньше.

Используя метод анализа данных TES, разработанный в JPL НАСА, ученые смогли точно определить источник влаги. Метод различает водород и его более тяжелый изотоп — дейтерий. Водяной пар, испарившийся с поверхности океана, содержит меньше дейтерия, чем жидкая вода. А вот вода, транспирированная растениями, содержит столько же дейтерия, сколько и вода в почве, так как растение всасывает её «через соломинку». Это означает, что пар от растений богаче дейтерием.

Измерения TES показали, что во время перехода от сухого сезона к влажному транспирированная вода становится значимым источником влаги для атмосферы, особенно для средней тропосферы. Именно там растущая концентрация пара обеспечивает «топливо» для запуска сезона дождей. «Мы показали, что в сухой сезон вода от растительности закачивается в среднюю тропосферу, где может превратиться в дождь», — сказал соавтор работы Джон Уорден.

Это открытие поднимает другой вопрос: почему растения начинают активнее расти и испарять воду ещё в сухой сезон, до прихода дождей? Ученые предполагают, что это может быть способом оптимизации роста леса. Однако в последние десятилетия сезонность меняется: сезон дождей в южной Амазонии теперь начинается почти на месяц позже, чем в 1970-х годах. Есть данные, что если сухой сезон станет длиннее 5–7 месяцев, лес не будет получать достаточно дождя для выживания деревьев, и регион может превратиться в саванну. На большей части южной Амазонии сухой сезон сейчас в среднем всего на несколько недель короче этого переломного порога.

Причины задержки начала влажного сезона до конца не ясны, но новое исследование добавляет доказательств роли обезлесения. Сокращение количества деревьев, производящих влагу, естественным образом снижает способность леса формировать облака. «Судьба лесов южной Амазонии зависит от продолжительности сухого сезона, но и продолжительность сухого сезона зависит от тропического леса», — отметила учёный Ронг Фу.