En hurtigere, mere præcis måde at overvåge tørke på

Mere end 2 milliarder mennesker verden over er ramt af vandmangel, skovbrande, høsttab, skovdød eller andre miljømæssige eller økonomiske problemer forårsaget af tørke.

En ny overvågningsmetode, der er udviklet ved Duke University, giver forskere mulighed for at identificere begyndelsen af ​​tørke hurtigere - hvilket betyder, at bevarelses- eller afhjælpningsforanstaltninger kan iværksættes hurtigere for at hjælpe med at begrænse skaden.

"Ved at kombinere overflade- og lufttemperaturmålinger fra tusindvis af vejrstationer og satellitbilleder, vi kan overvåge de aktuelle forhold på tværs af en hel region i næsten realtid og identificere de specifikke steder, hvor der opstår tørkeinduceret termisk stress, " sagde James S. Clark, Nicholas professor i miljøvidenskab ved Duke's Nicholas School of the Environment.

"Andre metoder, der nu bruges, er baseret på data, der kan tage en måned eller længere tid at blive tilgængelige, " sagde Clark. "Det betyder, at videnskabsmænd eller ledere måske ikke ved, at en region er i tørke før længe efter, at forholdene faktisk begynder."

Clark og hans kolleger har lavet en gratis offentlig hjemmeside, kaldet tørkeøje, hvor de poster månedlige kort, der udpeger steder på tværs af det kontinentale USA, hvor der kan forekomme tørkeforhold, baseret på de nyeste termiske belastningsdata.

Den termiske spænding, de har målt, er forskellen mellem lufttemperaturen på et sted og overfladetemperaturen på plantekronen der. Normalt, disse baldakiner afkøles ved, at vand fordamper i luften gennem små porer, eller stomata, i planternes blade. Dette forklarer, hvorfor middagstemperaturer i en skov om sommeren er køligere end i en by. I længere perioder uden regn, imidlertid, kølemekanismen bryder sammen. Den jordfugtighed, der er tilgængelig for træerne, bliver begrænset. For at bevare deres vandforsyning, træerne lukker deres stomata, tillader baldakinens overflade at varme op.

"Dette fik os til at spekulere i, at baldakin-atmosfæredifferentialen kunne give en enkel, men meget præcis indikator for tørkefremkaldt vandspænding på en kontinental skala i varme og tørre årstider, når truslen om naturbrande og andre påvirkninger er mest alvorlig og rettidig overvågning er afgørende, " sagde Bijan Seyednasrollah, en 2017 kandidat fra Nicholas School, der ledede forskningen som en del af sin doktorafhandling.

For at teste hypotesen, han brugte målinger af termisk stress fra tusindvis af steder til retroaktivt at "forudsige" tørkeforhold i det sammenhængende USA i løbet af de sidste 15 år. Han kørte derefter lignende test ved hjælp af andre udbredte tørkeindekser for at se, hvilken af ​​metoderne, ny eller gammel, produceret resultater, der mest afspejlede den historiske optegnelse.

"Blandt de tørke -metrik, som vi overvejede, termisk stress havde de højeste korrelationsværdier og 'forudsagde' mest nøjagtigt begyndelsen af ​​tørke i en bred vifte af atmosfæriske og klimaforhold, " sagde Seyednasrollah, som nu er postdoc miljøforsker ved Harvard University og Northern Arizona University.

Det nye indeks vil gøre det muligt for lokale myndigheder at bestemme risikoen for naturbrande eller identificere områder, hvor brugen af ​​vand bør begrænses på en mere rettidig måde, siger Clark. Det kan også afsløre områder, hvor skovudbrud - som påvirker skovens sundhed og kan øge risikoen for brande - opstår, fordi træer holder op med at transpirere, når de begynder at dø. Disse tilbagegange er ofte forbundet med skadedyrsangreb eller andre miljøbelastninger, og er et kæmpe problem i mange dele af Vesten.