В предыдущих исследованиях использовалась информация об атмосфере, включая количество осадков и температуру, для составления прогнозов о будущих состояниях земли. По словам Кайгина МакКолла, доцента кафедры наук о Земле и планетах, а также наук об окружающей среде и инженерии SEAS и старшего автора статьи, реальная картина гораздо сложнее.
«Исторически у нас есть относительно хорошие данные об осадках и температуре, но очень плохие данные о поверхности земли, таких как влажность почвы и растительность», – сказал МакКолл. "В результате предыдущие определения засушливых земель основаны только на том, как ведет себя атмосфера, как приблизительное значение поверхности суши.
Но теперь модели могут моделировать как атмосферные, так и наземные условия. Просто глядя непосредственно на поверхность суши в климатических моделях, мы обнаруживаем, что модели не показывают явного увеличения засушливых земель с течением времени и что существует огромная неопределенность в отношении глобального среднего состояния засушливых земель в будущем."
Исследование опубликовано в журнале Nature Climate Change.
«Если вы хотите знать, станет ли земля более сухой, не будет ли урожай неадекватно или если лес высохнет, вы должны взглянуть на саму землю», – сказал Алексис Берг, научный сотрудник лаборатории Макколла. и первый автор статьи. "Сколько там растительности? Растения испытывают водный стресс?"
В то время как климатические модели исторически фокусировались на атмосфере, современные климатические модели теперь также моделируют поведение растительности и гидрологию суши.
Например, когда растения поглощают CO2, они теряют воду. Если в воздухе больше CO2, растения могут выделять меньше воды и стать более водосберегающими. Больше CO2 также приводит к увеличению количества удобрений для растений, что помогает им расти и снижает водный стресс.
Эти эффекты известны давно, но предыдущие атмосферные индикаторы засушливых земель просто не отражали эти эффекты поверхности суши.
«По мере потепления климата наблюдается расхождение между поведением атмосферы и поверхности суши», – сказал Берг.
Чтобы учесть это расхождение, Макколл и Берг разработали новую метрику засушливых земель, основанную на свойствах земной поверхности, включая биологическую реакцию на повышенное содержание CO2 в атмосфере, и сравнили прогнозы засушливых земель с прогнозами, полученными исключительно на основе атмосферных показателей.
«Наши исследования показывают, что, хотя некоторые засушливые земли могут расширяться, климатические модели не прогнозируют резкого и быстрого глобального расширения засушливых земель», – сказал МакКолл.
Однако моделирование сложных земельных процессов остается сложной задачей в глобальных моделях.
«По-прежнему существует много неуверенности в том, как изменится растительность и круговорот воды в мире с потеплением», – сказал МакКолл.
Макколл и его команда стремятся уменьшить эту неопределенность в будущих исследованиях за счет разработки более точных моделей поверхности земли.
Это исследование было частично поддержано грантом Winokur Seed Grant в области наук об окружающей среде Центра окружающей среды Гарвардского университета.