Afkodning af himlen:Indvirkningen af ​​vanddamp på eftermiddagsregn

Den rolle, som atmosfærisk vanddamp spiller i vejret, er kompleks og ikke klart forstået. Imidlertid, University of Arizona-forskere er begyndt at drille forholdet mellem morgenjordfugtighed og eftermiddagsregn under forskellige atmosfæriske forhold i en ny undersøgelse i tidsskriftet Geofysiske forskningsbreve .

"Den fremherskende visdom om forholdet mellem jordfugtighed og nedbør er, at hvis du har vådere jord om morgenen, du vil have en større forekomst af nedbør om eftermiddagen, men det er mere kompliceret end som så " sagde hovedforfatter Josh Welty, en UArizona ph.d.-studerende ved Institut for Hydrologi og Atmosfæriske Videnskaber. "På globalt plan, vi ser tegn på, at du kan have større chancer for eftermiddagsregn over både våde og tørre jordbundsforhold, afhængig af atmosfærisk fugt."

Holdet, som også omfattede forskere fra Desert Research Institute i Nevada og NASAs Goddard Space Flight Center, brugt satellitbaserede observationer af jordfugtighed og eftermiddagsregn på den nordlige halvkugle fra de sidste fem år. Arbejdet blev støttet af NASA og er baseret på NASA-satellitdata fra Global Precipitation Measurement-missionen og Soil Moisture Active Passive-satellitten, samt atmosfærisk fugt og bevægelsesdata fra Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications Version 2, eller MERRA-2, model, som inkorporerer satellitobservationer.

Forskerne fandt ud af, at på dage, hvor vinden blæser i lidt atmosfærisk fugt, eftermiddagsregn er mere tilbøjelige til at forekomme over vådere jorde eller højere relativ luftfugtighed. På dage, hvor vinden introducerer masser af atmosfærisk fugt, eftermiddagsregn er mere sandsynligt over tørrere jorder eller lavere relativ luftfugtighed. Holdet fandt også, at for begge forhold, eftermiddagsregn er mere sandsynligt med varmere morgenjord eller lufttemperatur.

Forskerne fokuserede på dage, hvor eftermiddagsregn opstod, og bemærkede forskellen mellem antallet af nedbørsdage, der fandt sted over vådere end gennemsnittet jord, og antallet af nedbørsdage, der fandt sted over mere tør jord end gennemsnittet. De grupperede derefter deres resultater i tre kategorier:høj, middel og lav atmosfærisk fugttransport med vind.

Denne forskning bygger på en undersøgelse fra 2018, der identificerede jordfugtighedens rolle i eftermiddagsregnmængden i de sydlige store sletter i Oklahoma. De nye resultater viser, at forholdet mellem jordfugtighed, eftermiddagsregn og atmosfærisk fugt i Oklahoma gælder ikke over hele den nordlige halvkugle.

"Over de sydlige store sletter, vi fandt ud af, at når vinden bringer mindre fugt, tør jord er forbundet med stigninger i nedbørsmængden; og når vinden bringer mere fugt, våd jord er forbundet med stigninger i nedbørsmængden. I den aktuelle undersøgelse, vi finder det, rent faktisk, i mange regioner, det modsatte gælder for sandsynligheden for eftermiddagsregn, " sagde Welty.

Det er vigtigt at forstå vanddampens rolle i vejret, fordi dens virkninger mærkes overalt, ifølge Weltys specialerådgiver og papirmedforfatter Xubin Zeng, Agnese N. Haury begavet formand for miljø og direktør for Climate Dynamics and Hydrometeorology Center og Land-Atmosfære-Ocean Interaction Group.

"For eksempel, for de sydlige store sletter er der mange tornadoaktiviteter, fordi der er vanddamp, der bevæger sig ind fra den Mexicanske Golf. Også, på Californiens kyst taler du om alvorlige oversvømmelser fra atmosfæriske floder, "som er korridorer af koncentreret vanddamp, der hurtigt kan udfældes, når de rammer en bjergkæde, forårsager masseoversvømmelser, " sagde Zeng.

"Vanddamp bragt ind af vinden er en vigtig kilde til at forstå. Tidligere, folk var ikke opmærksomme nok på det, da de studerede, hvordan jordforhold påvirker nedbør, potentielt gør deres resultater vildledende. Når vi overvejer vindens bevægelse af vanddamp, resultaterne bliver mere robuste, " sagde Zeng.

At forstå dette forhold er endnu vigtigere, da global opvarmning ændrer mønstre for atmosfærisk fugt, jordfugtighed med mere. Sådanne ændringer vil ikke kun have indvirkning på vejret og naturkatastrofer, men også på landbruget, Sagde Zeng.

"Resultaterne viser virkelig kompleksiteten af ​​landets indflydelse på vejr og klima, " sagde fysisk videnskabsmand og papirmedforfatter Joe Santanello fra NASAs Goddard Space Flight Center, der er formand for den NASA-støttede Local Land-Atmosphere Coupling-arbejdsgruppe for at forbedre vejr- og klimamodeller. "Når du tilføjer den menneskelige faktor med kunstvanding eller arealanvendelse, der ændrer jordens tørhed eller fugtighed, som vi i øjeblikket ikke repræsenterer godt i modellerne, vi har potentielt yderligere downstream-effekter på vejr og klima, som vi ikke har forudset."

Det næste skridt er at vurdere, hvordan disse forhold udspiller sig i globale klima- og vejrudsigtsmodeller.

"Vores resultater er observationelle, men nu, vi ønsker at bruge computermodellering til at hjælpe os med at forstå, hvorfor tørrere eller vådere jord kan øge sandsynligheden for nedbør, " sagde Zeng. "Vi ved, det er sandt, men vi ved ikke kvantitativt hvorfor."