Yeni Columbia Mühendislik çalışması kurak alanlarda toprak nemi atmosfer geri bildirimlerinin uzun vadeli etkisini araştıran ilk çalışma toprak neminin kurak alanlardaki yüzey suyu mevcudiyetine olumsuz bir geri bildirim uyguladığını ve beklenen düşüşün bir kısmını telafi ettiğini buldu.
New York, NY – 4 Ocak 2021 – Bilim adamları, küresel ısınmanın yüzey suyunun (yağış eksi evapotranspirasyondan kaynaklanan tatlı su kaynakları) bulunabilirliğini ıslak bölgelerde artıracağını ve kuru bölgelerde su bulunurluğunu azaltacağını düşündüler. Bu beklenti, öncelikle atmosferik termodinamik süreçlere dayanmaktadır. Hava sıcaklıkları yükseldikçe okyanus ve karadan havaya daha fazla su buharlaşır. Daha sıcak hava kuru havadan daha fazla su buharı tutabildiğinden daha nemli bir atmosferin mevcut su mevcudiyeti modelini güçlendirmesi ve küresel ısınmaya “kuru-kuru ve ıslak-ıslak” atmosferik tepkilere neden olması beklenmektedir.
Pierre Gentine, Maurice Ewing ve J. Lamar Worzel’in yeryüzü ve çevre mühendisliği profesörü ve Earth Institute’a bağlı olan bir Columbia Mühendislik ekibi, birleşik iklim modeli tahminlerinin neden kurak alanlar üzerinde önemli “kuruyana” tepkileri yansıtmadığını merak etti. Araştırmacılar yüksek emisyonlu küresel ısınma senaryosunu kullandıklarında bile, kuraklık indeksi 0,65’ten daha az olan tropikal ve ılıman bölgeler. Lamont-Doherty Dünya Gözlemevi ve Dünya Enstitüsü’nde, kara-atmosfer etkileşimlerini ve küresel su döngüsünü inceleyen doktora sonrası araştırmacı olan Sha Zhou, toprak nemi-atmosfer geri bildirimlerinin, kurak alanlardaki su mevcudiyetinin gelecekteki tahminlerinde önemli bir rol oynayabileceğini düşünüyordu.
Nature Climate Change tarafından bugün yayınlanan yeni çalışma, bu tahminlerde uzun vadeli toprak nem değişikliklerinin ve ilişkili toprak nem-atmosfer geri bildirimlerinin önemini gösteren ilk çalışma. Araştırmacılar, toprak nem geri beslemelerinin yokluğunda beklenenin ötesinde kurak alanlarda gelecekteki su mevcudiyetinin potansiyel düşüşünü büyük ölçüde iyileştiren atmosferik sirkülasyon ve nem taşınmasında uzun vadeli bir toprak nem düzenlemesi belirlediler.
Zhou “Bu geri bildirimler, uzun vadeli yüzey suyu değişikliklerinde gerçekleştirilenden daha önemli bir rol oynuyor” ve “Toprak nemi değişimleri su mevcudiyetini olumsuz etkilediği için bu olumsuz geri bildirim kuraklık ve sel gibi aşırı yüksek ve aşırı düşük hidrosklimatik olayların büyüklüklerinde ve frekanslarında ısınmaya bağlı artışları kısmen azaltabilir. Negatif geri bildirim olmazsa, daha fazlasını deneyimleyebiliriz. ” dedi.
Ekip, benzersiz idealleştirilmiş çok modelli bir arazi-atmosfer birleştirme deneyini çalışma için geliştirdikleri yeni bir istatistiksel yaklaşımla birleştirdi. Daha sonra, kurak alanlar üzerindeki gelecekteki su mevcudiyeti değişikliklerinde toprak nem-atmosfer geri bildirimlerinin kritik rolünü incelemek ve bu geri bildirimler nedeniyle gelecekteki su mevcudiyeti değişikliklerini destekleyen termodinamik ve dinamik mekanizmaları incelemek için algoritmayı gözlemlere uyguladılar.
Küresel ısınmaya yanıt olarak okyanuslar üzerindeki kuru bölgelerde yüzey suyu mevcudiyetinde (yağış eksi buharlaşma, PE) güçlü düşüşler buldular ancak kurak alanlar üzerinde sadece hafif PE düşüşleri buldular. Zhou, bu fenomenin kara-atmosfer süreçleriyle ilişkili olduğundan şüpheleniyordu. “Kurak alanlar üzerinde, toprak neminin iklim değişikliği altında önemli ölçüde düşeceği tahmin ediliyor” diye açıklıyor. “Toprak nemindeki değişiklikler, atmosferik süreçleri ve su döngüsünü daha da etkileyecektir.”
Küresel ısınmanın kurak alanlarda su bulunabilirliğini ve dolayısıyla toprak nemini azaltması bekleniyor. Ancak bu yeni çalışma, toprak neminin kurutulmasının aslında su mevcudiyetini olumsuz yönde geri beslediğini ortaya koydu – toprak neminin azalması, buharlaşma-terleme ve buharlaşmalı soğumayı azaltır ve kurak alanlardaki ıslak bölgelere ve okyanusa göre yüzey ısınmasını artırır. Kara-okyanus ısınma kontrastı, okyanus ve kara arasındaki hava basıncı farklarını güçlendirerek, okyanustan karaya daha fazla rüzgar esmesini ve su buharı taşınmasını sağlar.
Gentine “Çalışmamız, toprak nem tahminlerinin ve ilgili atmosfer geri bildirimlerinin oldukça değişken ve modele bağlı olduğunu gösteriyor” diyor. “Bu çalışma, gelecekteki toprak nem tahminlerini iyileştirmeye yönelik acil ihtiyacın altını çiziyor ve daha iyi su kaynakları yönetimi için kurak alan su mevcudiyetine ilişkin güvenilir tahminler sağlamak için kritik öneme sahip modellerde toprak nemi-atmosfer geri bildirimlerini doğru bir şekilde temsil ediyor.”
Yorum yap