NASA -undersøgelsen finder en forbindelse mellem brande og tørke

I århundreder er tørke kommet og gået over det nordlige Afrika syd for Sahara. I de seneste år, vandmangel har været størst i Sahel-et bånd af halvtørret land beliggende lige syd for Sahara-ørkenen og strækker sig fra kyst til kyst på tværs af kontinentet, fra Senegal og Mauretanien i vest til Sudan og Eritrea i øst. Tørke ramte Sahel senest i 2012, udløser fødevaremangel for millioner af mennesker på grund af afgrødefejl og stigende madpriser.

Forskellige faktorer påvirker disse afrikanske tørke, både naturlige og menneskeskabte. Et periodisk temperaturskifte i Atlanterhavet, kendt som Atlantic Multi-decadal Oscillation, spiller en rolle, ligesom overgræsning, hvilket reducerer vegetativt dækning, og derfor jordens evne til at bevare fugt. Ved at udskifte vegetativt dækkes fugtige jord, som bidrager med vanddamp til atmosfæren for at hjælpe med at generere nedbør, med bar, skinnende ørkenjord, der blot reflekterer sollys direkte tilbage i rummet, kapaciteten for nedbør er dæmpet.

En anden menneskeskabt synder er afbrænding af biomasse, som hyrder brænder land for at stimulere græsvækst, og landmænd brænder landskabet for at omdanne terræn til landbrugsjord og slippe af med uønsket biomasse efter høstsæsonen. Som med overdrev, brande udtørrer jorden og dæmper den konvektion, der medfører nedbør. Små partikler kaldet aerosoler, der frigives til luften ved røg, kan også reducere sandsynligheden for nedbør. Dette kan ske, fordi vanddamp i atmosfæren kondenserer på bestemte typer og størrelser af aerosoler kaldet cloud kondensation kerner til at danne skyer; når der ophobes nok vanddamp, regndråber dannes. Men har for mange aerosoler, og vanddampen spredes mere diffust til det punkt, hvor regndråber ikke bliver til noget.

Forholdet mellem ild og vand i det nordlige Afrika syd for Sahara, imidlertid, var aldrig blevet undersøgt omfattende før for nylig. En undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Miljøforskningsbreve , ledet af Charles Ichoku, en seniorforsker ved NASA's Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, søger at belyse forbindelsen.

"Vi ville se på de generelle virkninger af forbrænding på hele spektret af vandcyklussen, "sagde Ichoku.

For at gøre det, Ichoku og hans kolleger brugte satellitoptegnelser fra 2001 til 2014 - herunder data fra NASAs Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer og Tropical Rainfall Measurement Mission - til at analysere brandens indvirkning på forskellige vandcyklusindikatorer, nemlig jordfugtighed, nedbør, fordampning og vegetation grønhed. Andet arbejde udført af gruppen fokuserede tættere på at undersøge interaktionerne mellem skyer og røg og også virkningerne af brande på overfladens lysstyrke.

Da Ichoku brugte satellitdata til at matche brandaktivitet til hydrologiske indikatorer, et mønster dukkede op. "Der er en tendens til, at brandens nettoindflydelse undertrykker nedbør i det nordlige Afrika syd for Sahara, " han sagde.

For eksempel, i år, der havde mere end gennemsnittet forbrænding i tørperioden, målinger af jordfugtighed, fordampning og vegetation grønhed - som alle hjælper med at udløse regn - faldt i den følgende våde sæson. Selv inden for tørre årstider, vandmængden faldt i områder med mere fugtigt klima, da afbrændingen blev mere alvorlig.

Resultaterne hidtil viser kun en sammenhæng mellem brande og indikatorer for vandcyklus, men data indsamlet fra undersøgelsen gør det muligt for forskere at forbedre klimamodeller for at kunne etablere et mere direkte forhold mellem afbrænding af biomasse og dens indvirkning på tørke.

For eksempel, forskergruppen inkorporerer nu hastigheden af ​​strålevarmeudgang fra brande samt hastigheden af ​​brandinduceret landdækningskonvertering i regionale modeller, herunder NASA Unified Weather Research and Forecasting -modellen. En sådan ny kapacitet vil muliggøre simulering af reelle brandpåvirkninger på tørke.

Fremtidig modellering kan forklare nogle af undersøgelsens tilsyneladende paradoksale fund, herunder det faktum, at selvom brande faldt med 2 til 7 procent hvert år fra 2006 til 2013, nedbør i disse år ikke steg proportionelt.

Ichoku mener, at en mulig årsag til, at et fald i brande ikke resulterede i mere nedbør, har at gøre med ændringen i de typer landområder, der bliver brændt. Undersøgelsen viste, at i hele samme periode flere skove og vådområder blev omdannet til dyrket mark end tidligere år. Han bemærker, at den seneste tørke har trukket folk til landbrugsområder, der har mere vand. Ulempen er, at sådanne landtyper giver en betydelig mængde fugt til atmosfæren, der til sidst bliver til regn, så deres omdannelse til landbrugsjord udgør en trussel mod fremtidig vandtilgængelighed.

"Fjernelse af vegetabilsk dækning gennem afbrænding vil sandsynligvis øge vandafstrømningen, når det regner, potentielt reducerer deres vandretentionskapacitet og uundgåeligt jordfugtigheden, "Sagde Ichoku." Det resulterende landbrug vil sandsynligvis nedbryde snarere end at bevare den resterende fugtighed, og i nogle tilfælde, kan endda kræve kunstvanding. Derfor, sådanne konverteringer af jorddække kan potentielt forværre tørken. "