Ny undersøgelse viser, at Amazonas laver sin egen regntid

En ny undersøgelse giver det første observationsbevis for, at regnskoven i den sydlige Amazonas udløser sin egen regntid ved hjælp af vanddamp fra planteblade. Fundet hjælper med at forklare, hvorfor skovrydning i denne region er forbundet med reduceret nedbør.

Undersøgelsen analyserede vanddampdata fra NASA's Tropospheric Emission Spectrometer (TES) på Aura -satellitten, sammen med andre satellitmålinger, for at vise, at i slutningen af ​​den tørre sæson, skyer, der bygger over den sydlige Amazonas, dannes af vand, der stiger fra selve skoven. Forskningen er offentliggjort i tidsskriftet Procedurer fra National Academy of Sciences ( PNAS ).

Det har været et mysterium, hvorfor regntiden begynder, når den gør det i Amazonas syd for ækvator. I de fleste tropiske områder, to faktorer styrer timingen af ​​regntiden:monsunvind (et sæsonbestemt retningsskifte i herskende vinde) og den intertropiske konvergenszone (ITCZ), et bælte af konvergerende passatvind rundt om ækvator, der skifter nord eller syd med årstiderne. Den sydlige Amazon oplever begge disse. Men de forekommer først i december eller januar, mens regntiden i øjeblikket starter i midten af ​​oktober-to eller tre måneder tidligere. Så hvad modvirker stigningen i nedbør?

Forsker Rong Fu fra UCLA, leder af den nye forskningsindsats, udgav et papir i 2004, der tyder på, at øget fordampning af vand fra blade - en proces kendt som transpiration - kan være årsagen. "Vi havde ikke hårde beviser, "sagde hun." Vi spekulerede i, at fugtigheden kom fra vegetation, fordi satellitmålinger viste, at vegetationen blev grønnere i slutningen af ​​den tørre sæson. "

Grønnere planter er en sandsynlig indikator for øget plantevækst og transpiration, men ikke en endegyldig. Også, farve målinger kan ikke vise, hvor meget vanddamp der bevæger sig fra planterne til atmosfæren, eller om den stiger højt nok i atmosfæren til at lave skyer og regn. Så spekulationerne forblev netop det, indtil nu.

John Worden fra NASA's Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien, udviklet en dataanalyseteknik til TES, der muliggjorde Fu, undersøg første forfatter Jonathon Wright (Tsinghua University, Beijing) og kolleger for at finde frem til fugtkilden. Teknikken skelner mellem brint og dets tungere isotopdeuterium, som kombineres med ilt til at lave tungt vand. Lettere isotoper fordamper lettere end tungere isotoper. Det betyder, at vanddamp, der fordampes i atmosfæren, har mindre deuterium end flydende vand. For eksempel, vanddamp, der fordampede fra havet, har mindre deuterium end vand, der stadig er i havet.

Vand, der overføres af planter, på den anden side, har samme mængde deuterium som vand, der stadig er i jorden - planten suger vand ud af jorden som et sugerør, uanset hvilken isotop vandet indeholder. Det betyder, at vanddamp, der kommer fra planter, har mere deuterium end vanddamp fordampet fra havet.

Denne forskel er nøglen, der gjorde det muligt for forskerne at låse op for mysteriet i regntiden. De to isotoper har forskellige spektrale "signaturer", der kan måles fra rummet ved hjælp af TES -instrumentet. Målingerne viste, at under overgangen fra tør til våd sæson, transporteret vand bliver en betydelig fugtkilde for atmosfæren, og især for den midterste troposfære, hvor den stigende vanddamp giver det nødvendige brændstof til at starte regntiden.

"Det, vi viste, er, at i tørperioden pumpes vand fra vegetation ind i den midterste troposfære, hvor det kan blive til regn, sagde Worden, en medforfatter på det nye papir.

Fundet rejser et andet spørgsmål:Hvorfor begynder planter at vokse og vise sig mere i den tørre sæson, før der er en stigning i regn? Det er stadig et genstand for forskning, Sagde Fu. "Det kan være den måde, skovene optimerer deres vækst. I den sene tørre sæson, planter får stadig solskin, og de kunne forudse den kommende regntid, fordi de er tilpasset regnens sæsonbetingelser. "

Denne sæsonbetingelse har ændret sig i de seneste årtier, imidlertid. Regntiden i det sydlige Amazonas starter nu næsten en måned senere, end det gjorde i 1970'erne. Der er tegn på, at hvis tørretiden i Amazonas bliver længere end fem til syv måneder, skoven vil ikke længere modtage nok regn hvert år til at holde træer i live, og regionen vil overgå fra skov til græsklædte sletter. Over en stor brøkdel af den sydlige Amazonas, tørsæsonen er nu kun få uger kortere i gennemsnit end denne overgangstærskel. Der har allerede været nogle irreversible skader på skoven. Tabet af et større skovøkosystem i Amazonas kan øge brasilianske tørke og potentielt forstyrre nedbørsmønstre så langt væk som Texas.

Årsagerne til den forsinkede begyndelse af den våde sæson er ikke helt forstået, men den nye undersøgelse tilføjer beviser til ideen om, at skovrydning spiller en rolle. At reducere de tilgængelige træer for at producere fugt ville naturligt reducere skovens skyopbygningskapacitet. Hvis skovrydning bremsede stigningen i transpiration til det punkt, at det ikke længere kunne udløse en regntid, regner ville ikke begynde, før ITCZ ​​ankom i slutningen af ​​året.

Fundet fremhæver, hvor tæt regnskovens økosystem er forbundet med klima, Sagde Fu. "Den sydlige Amazonas regnskovs skæbne afhænger af længden af ​​den tørre sæson, men længden af ​​den tørre sæson afhænger også af regnskoven. "