Forståelse af tropisk nedbør, både fortid og nutid

En dråbe regnvand, der falder på en kassava-mark i Uganda, tager en anden vej end en, der falder 500 miles øst i Somalia. Ved at vide, hvor regnen kommer fra nu, og hvor det kan komme fra under fremtidige klimascenarier, er vigtig for de millioner af mennesker, der er afhængige af subsistenslandbrug for at overleve.

Forskning fra Washington University i St Louis tilbyder et nyt værktøj til at spore regnvandsløbet. En undersøgelse offentliggjort i Geofysiske forskningsbreve foreslår en ny måde at udnytte signaler indeholdt i vandmolekyler til at afkode de atmosfæriske processer, der ledsager skiftende tropiske vejr- og klimamønstre.

"Den tropiske vandcyklus er mere end bare nedbør, " sagde Bronwen Konecky, assisterende professor i jord- og planetvidenskab i kunst og videnskab. "Nedbør er et meget komplekst aspekt af vejr og klima. Tropisk nedbør har været anderledes under tidligere klimatilstande, og vi forventer, at det vil ændre sig i fremtiden. Men vi forstår stadig ikke helt, hvordan visse klimaforhold udmønter sig i nedbørspåvirkninger på lokal skala."

Koneckys arbejde er afhængig af forskelle på atomare skala i massen af ​​brint og oxygen, der udgør vandmolekyler, som en slags vedvarende fingeraftryk, der registrerer, hvor vandet har rejst, og hvad der er sket med det, selv før det faldt som regn.

Klimaforskere over hele verden bruger den samme type isotopdata til at undersøge vand. De er afhængige af moderne nedbørsovervågning sammen med geologiske rekonstruktioner, der hjælper dem med at vurdere mængden og egenskaberne af regn, der faldt i fortiden.

Men efterhånden som laboratorie- og satellitbaserede metoder til måling af vandisotoper er blevet forbedret i de senere år, Konecky og andre observerede, at de tommelfingerregler, de havde stolet på for at estimere nedbør fra geologiske proxyer, ikke i tilstrækkelig grad beskriver, hvad der sker i troperne.

Koneckys nye papir hjælper med at omforme historien. Hendes nr. 1 lektion fra at analysere data i snesevis af tidligere klimaforskningsstudier? Beliggenhed har betydning.

"Forskellige fugtkilder har meget forskellige årstider og meget forskellige tidsskalaer for variabilitet, " sagde Konecky. "Når vi tænker på, hvordan disse komponenter af nedbør varierer i forhold til vejret, selv bare på en skala fra år til år - eller hvordan de vil ændre sig baseret på global opvarmning - det hele afhænger af, hvor vandet kommer fra."

"Hvor vandet kommer fra viser sig at være en vigtig del af den isotopiske historie, som vi kan læse i tropisk nedbør, " hun sagde.

For hendes vedkommende, Konecky har for nylig etableret adskillige projekter for at måle vandisotopvariationer på dårligt undersøgte steder i Afrika, Sydøstasien og det tropiske Stillehav.

Sidste år, hun startede et nyt projekt relateret til nedbørsvariationer i Uganda.

Mere end 80 procent af befolkningen i Uganda bor i landdistrikter og er afhængige af subsistenslandbrug, ifølge skøn fra lokale hjælpeorganisationer.

"Det, jeg laver med min forskning nu, er at gå ud og faktisk opsamle regnvandet, så vi kan fortolke klima- og vejrprocesser ud fra de isotopiske signaler, " sagde Konecky.

Regnvandsopsamlere – specialbygget i Koneckys laboratorium ved Washington University – er installeret fem steder i det vestlige Uganda.

Konecky vil analysere isotoperne i det vand, hun indsamler, for at finde ud af, hvor denne nedbør stammer fra. Meget af det, der regner ned over Østafrika, overføres fra Det Indiske Ocean, det nærmeste større vandområde. Imidlertid, en ukendt, men sandsynligvis betydelig mængde regnvand kommer helt over fra Atlanterhavet. Det bevæger sig over det kontinentale indre og genbruges gennem Congos regnskove, før det deponeres i Uganda.

Konecky arbejder med samarbejdspartnere, der specialiserer sig i fysisk og menneskelig geografi. Projektet er støttet af National Science Foundation.

En fortsat udfordring:at holde bavianer ude af nedbørssamlere.

"De kan lide alt skinnende, " sagde Konecky.