Почему идет дождь? Многие люди шутят, что достаточно помыть машину или забыть зонт, чтобы пошел дождь, хотя на самом деле это два из многих мифов о вызывании дождя, которые увековечиваются на протяжении многих лет.
В 19 веке миф о том, что «дождь следует за плугом», использовался для оправдания заселения Великих равнин. Говорили, что обработка земли от полузасушливой до засушливой увеличивает количество осадков за счет увлажнения почвы и атмосферы. Последующие исследования развенчали этот миф, хотя между модельными представлениями и фактическими наблюдениями все еще существовали большие расхождения.
Входят Джош Велти, докторант Аризонского университета на факультете гидрологии и атмосферных наук, и его научный руководитель Сюбин Цзэн, Агнес Н. Хаури, заведующий кафедрой окружающей среды и директор Центра динамики климата и гидрометеорологии UA и группы по взаимодействию между сушей, атмосферой и океаном.
В дополнение к мифу о том, что «дождь следует за плугом», и частично мотивированному им, было опубликовано множество научных статей с противоречивыми результатами: в разных статьях влажная почва увеличивает, уменьшает или не меняет количество осадков. Наша цель должен был разрешить этот спор», - сказал Цзэн.
Уэлти и Цзэн основывали свое исследование на данных из открытых источников, собранных в атмосферной обсерватории Южных Великих равнин (SGP) Министерства энергетики США в северной Оклахоме и южном Канзасе. Используя данные, собранные в теплое время года - с июня по сентябрь - с 2002 по 2011 год, они изучили взаимосвязь между утренней влажностью почвы и дневными осадками над Южными Великими равнинами.
Есть три ингредиента, необходимые для создания дождя, сказал Цзэн, и влага - из атмосферной влажности, растений, водоемов или почвы - является одним из них. Также необходимы восходящее движение воздуха от земной поверхности в более прохладные части верхних слоев атмосферы, чему хорошо способствуют более сухие почвы, и источник водяного пара..
Уэлти и Цзэн обнаружили, что утренняя влага почвы может влиять на накопление послеполуденных дождей над южными Великими равнинами в теплое время года, и это влияние зависит от атмосферных условий. В дни, когда ветер приносит в регион ограниченную влагу, более сухие почвы усиливают послеполуденные дожди. Но когда ветер приносит в регион больше влаги, более влажные почвы увеличивают послеполуденные дожди.
«Сухие почвы, которые усиливают послеполуденные дожди, действуют как конвейерные ленты для теплого воздуха, который направляется в верхние слои атмосферы», - сказал Цзэн. «Объедините это восходящее движение с влагой и источником водяного пара, и в результате получится послеполуденный дождь».
И наоборот, когда атмосферные условия приносят в регион влагу, она действует как источник водяного пара, который, добавляясь к восходящему движению воздуха, вызывает дождь.
Их результаты показывают, что изменения земной поверхности в ответ как на климат, так и на деятельность человека могут быть значительными.
Цзэн, чьи исследовательские специальности включают моделирование климата, процессы взаимодействия суша-атмосфера-океан и гидрометеорология, отметил, что идеи, разработанные в ходе исследования, могут быть в дальнейшем использованы для «глобального анализа, основанного на спутниковых измерениях НАСА и климатических моделях».
«Хотя в настоящее время основное внимание уделяется воздействию влажности почвы на дожди над Южными Великими равнинами, существует захватывающий потенциал для глобального анализа», - добавил Уэлти. «Влияние влажности почвы на послеполуденные дожди в других регионах можно лучше понять, если учесть, сколько водяного пара приносит ветер ежедневно».
Результаты исследования также имеют значение для управления водными ресурсами в то время, когда доступность воды вызывает все большую озабоченность во многих частях центральной и западной части Соединенных Штатов. Хотя мойка автомобиля, вероятно, не поможет вызвать дождь, обработка почвы и изменение влажности почвы при правильных условиях могут помочь.