Новое исследование, проведенное НАСА имени Годдарда и учеными Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, которое будет опубликовано в номере журнала Science от 19 ноября, показывает, что разрушительная засуха, от которой на протяжении десятилетий страдает Северная Африка, может быть вызвана природным явлением. естественно меняющимся растительным покровом суши.
Ученые пытались понять, что вызвало парализующую засуху, начавшуюся в 1970-х годах, опустошившую Северную Африку и вынудившую пустыню Сахара продвинуться на юг. Некоторые исследования показали, что, используя землю для ведения сельского хозяйства и выпаса скота, люди несут ответственность за засуху и препятствуют восстановлению земель.
Исследователи обнаружили, что прежние засушливые условия на пастбищах Африки приводят к тому, что последующие годы остаются более сухими, преобладая над метеорологическими условиями, которые в противном случае вызвали бы больше дождей.
Подход ученых заключался в том, чтобы поместить естественную растительность в (компьютерную) климатическую модель и сделать ее полностью интерактивной с процессами на поверхности земли и атмосферными процессами», - сказал Уильям Лау, Центр космических полетов имени Годдарда (Гринбелт, Мэриленд). Лау вместе с учеными-атмосферниками Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Нинг Зенгом и Дэвидом Нилином обнаружили, что добавление растительности к компьютерным моделям климата оказалось недостающим звеном в том, что приводило к засухе.
«Сахель пережил известную засуху в 70-х и 80-х годах, и это является огромной экономической проблемой для стран региона Сахеля, таких как Нигерия, Нигер и Мали», - сказал Цзэн. «Одна школа мысли возложила вину за засуху на отсутствие осадков, вызванное изменением температуры поверхности океана.«Другие исследования, - сказал Цзэн, - утверждают, что засуха в большей степени вызвана деятельностью человека.
Пытаясь расшифровать истинную причину, команда использовала компьютерную климатическую модель, чтобы увидеть, какая часть засухи может быть объяснена более низкими температурами поверхности моря, которые подавляют летние муссоны и приносят меньше дождей в регион Сахеля.
Лау сказал, что модель показала, что изменение температуры поверхности моря вообще не может объяснить большую часть засухи. «Если вы посмотрите на температуру поверхности моря как на явление, вызывающее засуху в течение 50 лет, вы увидите очень слабую засуху, недостаточную, чтобы объяснить наблюдаемую дисперсию и долгосрочную серьезность засухи», - сказал он.
Чтобы выяснить, что еще может быть причиной многолетней засухи, ученые добавили в климатическую модель еще один фактор - влажность почвы. Они обнаружили, что по мере высыхания почвы воздух теряет влажность, что еще больше снижает вероятность дождя. Но все же, сказал Лау, этого было достаточно, чтобы объяснить засуху вполовину менее сильную, чем та, что на самом деле случилась в Сахеле.
Наконец, команда добавила в модель естественную растительность и обнаружила, что естественная растительность в значительной степени взаимодействует с климатом, а в случае засухи в Сахеле вызвала усиление высыхания.
«Это работает так: когда становится суше из-за изменений температуры поверхности моря, растет меньше растительности. А меньше растительности приводит к более высокому альбедо поверхности», - сказал Цзэн. Более высокое альбедо поверхности - или большее количество отраженного солнечного излучения - приводит к более сухому и прохладному климату. Охлаждающий эффект ослабляет муссонную циркуляцию, и меньше влаги поступает с юга и запада, сказал он.
Кроме того, поскольку растения испаряются, теряя воду через листья, меньше растительности снижает влажность. Потеря прямого поступления влаги означает меньшее количество осадков, что вызывает более слабую циркуляцию, ослабляющую сезон дождей. «Впервые реалистичная глобальная модель способна показать интерактивную естественную растительность в масштабе десятилетий», - сказал Цзэн.
Лау сказал, что новая модель, включающая естественные изменения растительности, намного лучше отражает то, что на самом деле испытал регион Сахеля. И это предполагает, что без добавления антропогенных изменений ландшафта климатическая система вполне способна генерировать этот разрушительный тип засухи.