国际 2024-04-18 22:17

Temperatures are rising, but soil is getting wetter—why?

土壤湿度可以决定野火蔓延的速度,小山变成泥石流的速度,也许最重要的是,我们的粮食系统有多高产。由于人类引起的气候变化导致气温上升,一些研究人员担心土壤会变干。然而,从2011年到2020年,在一年中最温暖的夏季,美国57%的土壤湿度增加。

为什么地球变得越来越热,土壤却变得越来越湿润?

哈佛大学研究人员最近的一项研究发现,降水,而不是温度,在很大程度上解释了土壤湿度的趋势。虽然更多的雨水意味着更湿润的土壤并不奇怪,但这项研究挑战了一个长期存在的假设,即全球气温升高将导致土壤更干燥。

这项研究发表在《自然水》杂志上。

哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院艺术与科学学院、环境科学与工程学院地球与行星科学教授彼得·胡伯斯说:“大气中的水经常被用作干旱的代表,但这篇论文强调了土壤水文气候与大气温度和水文气候之间的区别。”

研究小组发现,温度升高导致的干燥在很大程度上被二氧化碳施肥平衡,这使得植物能够更有效地利用水分。这两种影响相对于降雨来说都是次要的,并且倾向于相互抵消,而降水是土壤湿度的主要驱动因素。

研究土壤湿度的一个挑战是数据的稀疏性和卫星数据与地面观测之间的频繁脱节。研究小组将2011年至2020年的地面观测数据与卫星数据进行了比较,发现土壤湿度也有类似的增加。在这段短时间内,美国各地都有许多土壤湿度测量数据。

这些发现强调了改善对长期降水变化预测的重要性,以应对气候变化,特别是与粮食生产有关的变化。

“我们没有长期土壤湿度的精确测量,但高温对农业产量的影响与水的可用性有很大关系,”哈佛大学环境中心研究员、该研究的第一作者卢卡斯·巴尔加斯·泽佩特罗说。“如果有足够的水分,植物通常对温度不那么敏感,但在干燥的条件下,它们可能会遇到大麻烦。”

Vargas Zeppetello现在是加州大学伯克利分校的助理教授。

Huybers说:“我们的研究结果表明,考虑到全球降水趋势的不确定性,表层土壤水分减少远不是一个必然的结论。”“由于降雨量年际变化的不确定性和长期降雨量预测的不确定性,预测未来几十年的土壤湿度几乎是不可能的。”

Vargas Zeppetello说,这种不确定性使得很难预测作物的生长条件,这使得关注水资源管理战略变得更加重要。

这项研究的共同作者是阿莱达·m·特雷维诺(Aleyda M. Trevino),她于2023年从哈佛大学获得博士学位,目前在旧金山州立大学(San Francisco State University)做博士后。