Почвенная влага оказывает отрицательную обратную связь на доступность поверхностных вод в засушливых регионах: исследование

Команда инженеров Колумбийского университета под руководством профессора Пьера Жентина выяснила, почему климатические модели не прогнозируют значительного усиления засушливости («сухое становится суше») в засушливых регионах (drylands) даже при сценарии высоких выбросов. Исследователи предположили, что ключевую роль в этом могут играть обратные связи между почвенной влагой и атмосферой.

Новое исследование, опубликованное в Nature Climate Change, впервые показывает важность долгосрочных изменений влажности почвы и связанных с ней обратных связей с атмосферой для прогнозов доступности воды. Учёные выявили, что долгосрочное регулирование атмосферной циркуляции и переноса влаги почвой существенно смягчает потенциальное снижение будущей доступности воды в засушливых регионах. «Эти обратные связи играют более значительную роль, чем предполагалось, в долгосрочных изменениях поверхностных вод», — говорит ведущий автор Ша Чжоу.

Команда объединила уникальный модельный эксперимент по связи «земля-атмосфера» с новым статистическим подходом. Они обнаружили, что в ответ на глобальное потепление над засушливыми регионами океанов наблюдается сильное снижение доступности поверхностных вод (осадки минус испарение, P-E), но лишь незначительное снижение P-E над засушливыми территориями суши. Снижение влажности почвы уменьшает эвапотранспирацию и охлаждение за счёт испарения, усиливая прогрев поверхности в засушливых регионах. Этот контраст между сушей и океаном усиливает разницу в давлении, что приводит к усилению ветров и переносу водяного пара с океана на сушу.

«Наша работа показывает, что прогнозы влажности почвы и связанные с ними атмосферные обратные связи сильно варьируются и зависят от модели, — отмечает Пьер Жентин. — Это исследование подчеркивает настоятельную необходимость улучшать прогнозы влажности почвы и точнее представлять эти обратные связи в моделях, что критически важно для надёжных прогнозов доступности воды в засушливых регионах».