Экстремальные температуры в почве недооцениваются, согласно новому исследованию

Долгое время температурам почвы уделялось мало внимания. В отличие от температур воздуха у поверхности, из-за значительно более сложных измерений практически не было надежных данных. Исследовательская группа под руководством Центра Гельмгольца по исследованию окружающей среды (UFZ) обнаружила, что не только температуры почвы и воздуха могут различаться, но и что изменение климата оказывает гораздо большее влияние на интенсивность и частоту экстремальных температур в почве, чем в воздухе.

Согласно исследованию, недавно опубликованному в Nature Climate Change, это особенно актуально для Центральной Европы. Команда проанализировала данные метеостанций, спутников дистанционного зондирования, реанализа ERA5-Land и моделей климатической системы. Исследователи рассчитали индекс TX7d (средняя дневная максимальная температура в самую жаркую неделю года) для верхнего 10-сантиметрового слоя почвы и для приземного воздуха (до 2 м) за 1996–2021 годы. В двух третях из 118 оцененных станций тенденция к усилению экстремальной жары была выраженнее в почве, чем в воздухе.

«Это означает, что экстремальная жара развивается в почве гораздо быстрее, чем в воздухе», — говорит ведущий автор исследования, доктор Алмудена Гарсия-Гарсия. По имеющимся данным, это особенно верно для Германии, Италии и юга Франции. В цифрах интенсивность экстремальной жары в Центральной Европе увеличивается на 0,7°C за десятилетие быстрее в почве, чем в воздухе. Частота таких событий (рассчитанная по индексу TX90p) растет в почве в два раза быстрее, чем в воздухе.

Ключевым фактором здесь является влажность почвы, которая играет важную тепловую роль в обмене между воздухом и почвой и сильно зависит от растительного покрова. Если температура почвы выше, чем воздуха, дополнительное тепло выделяется в нижние слои атмосферы, усиливая её нагрев. «Температура почвы выступает фактором обратной связи между влажностью почвы и температурой и может таким образом усиливать периоды жары в определенных регионах», — объясняет соавтор доктор Цзянь Пэн. Эта обратная связь влияет на многие гидрологические процессы, важные для сельского хозяйства, экосистем и хранения углерода.

Используя модели климатической системы, команда также обнаружила, что при сценариях потепления на 2°C или 3°C воздействие на Центральную Европу будет гораздо сильнее, чем при 1,5°C. Например, может стать на 8% больше жарких дней, когда почва выделяет тепло в атмосферу, что, в свою очередь, усилит периоды жары в воздухе. Таким образом, можно предположить, что почва будет играть все более важную роль в развитии экстремальных температур.