Означает ли более теплый климат более сухую землю? В течение многих лет исследователи прогнозировали, что засушливые земли, включая пустыни, саванны и кустарники, будут расширяться по мере того, как планета нагревается, но новое исследование Гарвардской школы инженерии и прикладных наук имени Джона А. Полсона (SEAS) бросает вызов этим преобладающим взглядам.
В предыдущих исследованиях использовалась атмосферная информация, включая количество осадков и температуру, для составления прогнозов будущих условий на суше. На самом деле картина намного сложнее, говорит Кайгин Макколл, доцент кафедры наук о Земле и планетах, а также наук об окружающей среде и инженерии в SEAS и старший автор статьи.
«Исторически у нас были относительно хорошие данные об осадках и температуре, но очень плохие данные о поверхности земли, таких вещах, как влажность почвы и растительность», - сказал Макколл. «В результате прежние определения засушливых земель основывались только на том, как ведет себя атмосфера, как на приближении к поверхности земли. Но теперь модели могут имитировать как атмосферные, так и наземные условия. Просто глядя прямо на поверхность земли в климатических моделях, мы обнаруживаем, что модели не показывают явного увеличения площади засушливых земель с течением времени и что существует огромная неопределенность в отношении глобального среднего состояния засушливых земель в будущем».
Исследование опубликовано в Nature Climate Change.
«Если вы хотите знать, станет ли земля суше, неурожай или лес высохнут, взгляните на саму землю», - говорит Алексис Берг, научный сотрудник лаборатории Макколла и первый автор статьи.«Сколько там растительности? Есть ли у растений водный стресс?»
В то время как модели климата исторически были сосредоточены на атмосфере, современные модели климата 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 становятся более эффективными. Большее количество CO2 также приводит к большему количеству удобрений для растений, что помогает им расти и снижает водный стресс.
Эти эффекты давно известны, но предыдущие индикаторы засушливых земель, основанные только на атмосфере, просто не отражали эти эффекты поверхности земли.
«По мере потепления климата наблюдается расхождение между поведением атмосферы и поверхности земли», - сказал Берг.
Чтобы учесть это расхождение, Макколл и Берг разработали новую метрику засушливых земель, основанную на свойствах поверхности земли, включая биологические реакции на более высокое содержание CO в атмосфере2, и сравнили прогнозы засушливых земель. к полученным исключительно из атмосферных показателей.
"Наши исследования показывают, что, хотя некоторые засушливые земли могут расширяться, климатические модели не предсказывают резкого и быстрого глобального расширения засушливых земель", - сказал Макколл.
Однако моделирование сложных наземных процессов остается сложной задачей в глобальных моделях.
«Есть много неопределенности в отношении того, как растительность и круговорот воды изменятся в условиях потепления», - сказал Макколл.
Макколл и его команда стремятся уменьшить эту неопределенность в будущих исследованиях, разрабатывая более точные модели земной поверхности.