For at forudsige tørke, se ikke på himlen. Se i jorden ... fra rummet

Endnu en sommer, endnu en tørke. Sydneys vandlagre kører på tomme, og afsaltningsanlæg støves af. Andre steder, krympede floder, søer og dæmninger er hævede af rådnende fisk. Regeringer, vandingsmaskiner og miljøforkæmpere bebrejder hinanden for tørken, eller bare bebrejde det for naturen.

At være sikker, Australien er stort nok til normalt at lade en del af vores land vente på regn. Så hvad er egentlig en tørke, og hvordan ved vi det, når vi er i det?

Dette spørgsmål er vigtigt, fordi erklæring om tørke har praktiske konsekvenser. For eksempel, det kan give berørte personer ret til statsstøtte eller forsikringsudbetaling.

Men det er også et overraskende svært spørgsmål. Tørke ligner ikke andre naturfarer. De er ikke en eneste ekstremvejrshændelse, men den vedvarende mangel på en ganske almindelig begivenhed:regn. Hvad mere er, det er ikke manglen på regn i sig selv, der i sidste ende påvirker os. Ørkenen er et tørt sted, men det kan ikke altid kaldes i tørke.

Ultimativt, det, der betyder noget, er virkningerne af tørke:skader på afgrøder, græsgange og miljø; de ukontrollerbare brande, der kan tage fat i udtørrede skove og græsarealer; manglen på vand i dæmninger og floder, der forhindrer dem i at fungere. Hver af disse påvirkninger påvirkes af mere end blot mængden af ​​regn over et vilkårligt antal måneder, og det gør det svært at definere tørke.

Både forskere og regeringer har ledt efter måder at måle tørke på en måde, der er tættere knyttet til dens virkninger. Enhver landmand eller gartner kan fortælle dig, at du ikke har brug for meget regn, men du har brug for det på det rigtige tidspunkt. Det er her jorden bliver virkelig vigtig, fordi det er her planter får deres vand.

For meget regn på én gang, og det meste er tabt ved afstrømning eller forsvinder dybt ned i jorden. Det betyder ikke, at det er tabt. Afstrømning hjælper med at fylde vores floder og vandveje. Vand, der synker dybt ned i jorden, kan stadig være tilgængeligt for nogle planter. Mens vores græsplæne visner, træer fortsætter, som om der ikke er noget galt. Det er fordi deres rødder graver længere, når jordfugtighed, der er begravet dybt.

En god start med at definere og måle tørke ville være at vide, hvor meget jordfugtighed vegetationen stadig kan få ud af jorden. Det er en meget svær ting at gøre, fordi hver afgrøde, græs og træ har et andet rodsystem og vokser i en anden jordtype, og fordelingen af ​​fugt under overfladen er ikke let at forudsige. Mange landmænd i tørland og kunstvanding bruger jordsensorer til at måle, hvor godt deres afgrøder klarer sig, men det fortæller os ikke meget om resten af ​​landskabet, om skovenes brændbarhed, eller græsarealernes tilstand.

Jord og satellitter

Det viser sig, du skal flytte længere væk for at komme tættere på dette problem - ud i rummet, for at være præcis. I vores nye forskning, offentliggjort i Nature Communications, vi viser, hvor meget satellitinstrumenter kan fortælle os om tørke.

Satellitinstrumenterne har prosaiske navne som SMOS og GRACE, men måden, de måler vand på, er forbløffende. For eksempel, SMOS -satellitten udfoldede en enorm radioantenne i rummet for at måle meget specifikke radiobølger udsendt af jorden, og ud fra det kan forskere bestemme, hvor meget fugt der er tilgængelig i muldjorden.

Endnu mere overraskende, GRACE (nu erstattet af GRACE Follow-On) var et par laserstyrede satellitter i en kontinuerlig højhastighedsjagt rundt om Jorden. Ved at måle afstanden mellem hinanden med knap tænkelig nøjagtighed, de kunne måle små ændringer i Jordens tyngdefelt forårsaget af lokale stigninger eller fald i mængden af ​​vand under overfladen.

Ved at kombinere disse data med en computermodel, der simulerer vandcyklussen og plantevæksten, vi skabte et detaljeret billede af fordelingen af ​​vand under overfladen.

Det er et godt eksempel, der viser, at rumvidenskab ikke kun handler om galakser og astronauter, men tilbyder reel indsigt og løsninger ved at se ned på Jorden. Det viser også, hvorfor det er så vigtigt at have en stærk australsk rumorganisation.

Tag det et skridt videre, vi opdagede, at satellitmålingerne endda tillod os at forudsige, hvor meget længere vegetationen i en given region kunne fortsætte med at vokse, før jordbunden tørrer. På denne måde, vi kan forudsige tørkeeffekter, før de sker, nogle gange mere end fire måneder i forvejen.

Dette giver os en ny måde at se på tørkeforudsigelser. Traditionelt set vi har kigget op på himlen for at forudsige tørke, men vejret har en kort hukommelse. Takket være indflydelsen fra havstrømme, Bureau of Meteorology kan nogle gange give os bedre odds end de næste måneder (f.eks. de næste tre måneder ser ikke lovende ud), men disse forudsigelser er ofte meget usikre.

Vores resultater viser, at der er mindst lige så stor værdi i at vide, hvor meget vand der er tilbage til planter at bruge, som der er ved at gætte, hvor meget regn der er på vej. Ved at kombinere de to informationskilder burde vi være i stand til at forbedre vores forudsigelser yderligere.

Mange praktiske beslutninger afhænger af en nøjagtig vurdering af tørkerisiko. Hvor mange brandmænd skal være på vagt? Skal jeg så en afgrøde i denne hage? Skal vi forberede os på vandrestriktioner? Skal vi budgettere med tørkehjælp? I de kommende år, satellitter, der holder øje med Jorden, hjælper os med at træffe disse beslutninger med meget mere tillid.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.