28 февраля 2007 г. сильный ветер сдул 10 вагонов поезда с рельсов, проходящих вблизи бассейна реки Хами в Китае, в результате чего три пассажира погибли и двое получили серьезные ранения. Ураганные порывы со скоростью 75 миль в час или более прочесывают этот бассейн в среднем каждые 15-20 дней или около того, а максимальная скорость может достигать более 120 миль в час. Исследование, опубликованное на прошлой неделе в Nature Communications, зафиксировало новую петлю обратной связи, которая, возможно, помогла сделать этот бассейн в пустыне Гоби одним из самых ветреных мест в Китае.
«Это странная среда, потому что она покрыта темным гравием», - объяснил ведущий автор Джордан Эбелл. «Очень жарко и может быть очень ветрено. Наша команда задалась вопросом, играет ли поверхность какую-либо роль в этих экстремальных условиях». Эбелл - аспирант Земной обсерватории Ламонта-Доэрти Колумбийского университета и факультета наук о Земле и окружающей среде. Его советником является геохимик Ламонт-Доэрти Гизела Винклер, которая также является соавтором статьи.
Бассейн Хами, возможно, когда-то был покрыт тонкими, светлыми отложениями, похожими на Долину Смерти в Калифорнии. Однако за последние 3 миллиона лет сильные ветры унесли эти мелкие отложения, оставив после себя море серых и черных камней.
Используя модель погоды и прогнозирования, Абель и его коллеги изучили, как это изменение ландшафта от светлого к темному повлияло на скорость ветра в бассейне. Поглощая больше солнечного света, более темные камни, подвергшиеся ветровой эрозии, нагревали воздух во впадине. Команда обнаружила, что возникающая в результате разница температур между впадиной и окружающими горами увеличивает скорость ветра на 25 процентов. Кроме того, количество времени, в течение которого в этом районе наблюдается высокая скорость ветра, увеличилось на 30-40 процентов.
Таким образом, из-за изменения количества солнечного света, поглощаемого землей, ветровая эрозия, по-видимому, усугубила скорость ветра в этом регионе. «Эта петля положительной обратной связи описана и количественно определена впервые», - сказал Абелл.
Но это, наверное, не единственный пример такого рода. Исследователи считают, что это взаимодействие, возможно, помогло сформировать другие каменистые пустыни в Австралии, Иране и, возможно, даже на Марсе.
Понимание взаимосвязи между изменениями ландшафта, альбедо и ветровой эрозией может помочь сделать моделирование климата более точным как для прошлого, так и для будущего.
Модели климата обычно не учитывают изменения отражательной способности ландшафтов, кроме тех, которые вызваны льдом и растительностью. Они также склонны считать, что засушливые ландшафты остаются неизменными с течением времени. По словам Абелла, в некоторых случаях это может быть проблематично.
"Если бы вы хотели рассчитать ветер или атмосферную циркуляцию в этом районе 100 000 лет назад, вам нужно было бы учитывать изменение геологии поверхности, иначе вы могли бы ошибиться на 20 или 30 процентов", - сказал он.
Он добавил, что недавно обнаруженная взаимосвязь может также помочь точно смоделировать, как другие изменения ландшафта, такие как урбанизация и опустынивание, влияют на атмосферные модели, изменяя коэффициент отражения поверхности Земли.
Среди других авторов статьи: Лукас Глоге из Земной обсерватории Ламонт-Доэрти Колумбийского университета и Департамента наук о Земле и окружающей среде; Алекс Пуллен и Эндрю Меткалф из Университета Клемсона; Закари Лебо из Университета Вайоминга; Пол Капп из Аризонского университета; и Цзюньшэн Ни из Ланьчжоуского университета.