Спутниковый прибор TES дает новое представление о круговороте воды

Исследование с использованием измерений спутников NASA позволило ученым лучше понять судьбу дождя и снега, выпадающих на сушу: сколько стекает в реки, озера и водоносные горизонты; сколько используют растения; и сколько просто испаряется. Среди новых выводов: растения по всему миру используют меньше воды, чем показывали предыдущие исследования, а большая часть пресной воды проходит через почву быстрее, чем считалось ранее, и меньше контактирует с содержащимися в ней питательными веществами и загрязнителями.

Понимание взаимодействия осадков, растений, почвы, грунтовых вод и других источников пресной воды важно для совершенствования крупномасштабных климатических моделей, а также региональных и локальных гидрологических моделей.

Вода, прошедшая разными путями в круговороте — например, выделенная растениями при фотосинтезе или испарившаяся с поверхности озера — содержит разное соотношение водорода и его изотопа дейтерия. Исследователи из Университета Юты (Солт-Лейк-Сити) и Университета штата Орегон (Корваллис) проанализировали две формы водорода в атмосферном водяном паре по данным спутниковых измерений тропосферным эмиссионным спектрометром (TES) на спутнике NASA Aura, а также в глобальных пробах воды. Ученые учли каждый изотопный сигнал в компьютерной модели, получив узкий диапазон оценок количества воды, поступающей в атмосферу по каждому из путей.

Более четверти дождя и снега, выпадающих на континентах, стекает напрямую, попадая в океан. Из воды, которая не стекает, две трети в конечном итоге выделяется растениями в процессе фотосинтеза. Последняя треть испаряется — в основном с поверхности листьев растений, и лишь несколько процентов — с открытого грунта или воды.

"Некоторые предыдущие оценки предполагали, что растения используют больше воды, чем мы обнаружили здесь", — отметил гидролог из Университета Юты Стивен Гуд, ведущий автор статьи об исследовании, недавно опубликованной в Science. По его словам, это означает, что "либо растения глобально менее продуктивны, чем мы думали, либо они более эффективно используют воду, чем мы предполагали".

"В различных моделях — от крупномасштабных климатических до региональных и локальных гидрологических — мы пытаемся смоделировать все эти пути, но сейчас нам сложно измерить их по отдельности. Наше исследование представляет новый подход к измерению значимости этих путей и дает новую, улучшенную оценку на глобальном уровне", — добавил Гуд.