Betyder ett varmare klimat mer torr mark? I åratal, forskare förutspådde att torrmarker – inklusive öknar, savanner och buskar - kommer att expandera när planeten värms upp, men ny forskning från Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) utmanar dessa rådande åsikter.

Tidigare studier använde atmosfärisk information, inklusive regn och temperatur, att göra prognoser om framtida markförhållanden. Den verkliga bilden är mer komplicerad än så, sa Kaighin McColl, Biträdande professor i jord- och planetvetenskap och i miljövetenskap och teknik vid SEAS och senior författare till artikeln.

"Historiskt sett vi har relativt bra register över nederbörd och temperatur men riktigt dåliga register över landytan, saker som markfuktighet och växtlighet, " sade McColl. "Som ett resultat, tidigare definitioner av torra områden är endast baserade på hur atmosfären beter sig, som en approximation av landytan. Men modeller kan nu simulera både atmosfäriska och landförhållanden. Genom att bara titta direkt på markytan i klimatmodeller, vi upptäcker att modellerna inte visar en tydlig ökning av torrmarker över tid och att det finns en enorm osäkerhet om det globala genomsnittliga tillståndet för torrland i framtiden."

Forskningen publiceras i Naturens klimatförändringar .

"Om du vill veta om landet kommer att bli torrare, om skörden kommer att misslyckas eller om en skog kommer att torka ut, du har tittat på själva landet, sa Alexis Berg, en forskarassistent i McColls labb och första författare till artikeln. "Hur mycket vegetation är det? Är växterna vattenstressade?"

Medan klimatmodeller historiskt har fokuserat på atmosfären, moderna klimatmodeller simulerar nu också vegetationsbeteende och landhydrologi.

Till exempel, när växter absorberar CO ₂ , de tappar vatten. Om det finns mer CO ₂ i luften, växter kan släppa ut mindre vatten och bli mer vatteneffektiva. Mer CO ₂ resulterar också i mer gödningsmedel för växter, vilket hjälper dem att växa och minskar vattenstress.

Dessa effekter har varit kända sedan länge, men tidigare endast atmosfäriska indikatorer för torra områden var helt enkelt inte fånga dessa effekter på landytan.

"När klimatet blir varmare, det finns en divergens mellan atmosfäriskt och markytans beteende, sa Berg.

För att ta hänsyn till den skillnaden, McColl och Berg utvecklade ett nytt mått på torrland, baserat på markytans egenskaper, inklusive biologiska svar på högre atmosfärisk CO ₂ , och jämförde torrlandsprojektioner med de som enbart härleddes från atmosfäriska mätvärden.

"Vår forskning visar att även om vissa torrområden kan expandera, klimatmodeller förutspår inte att det kommer att ske en dramatisk och snabb global expansion av torra områden, sa McColl.

Dock, Att simulera komplexa landprocesser är fortfarande en utmaning i globala modeller.

"Det finns fortfarande mycket osäkerhet om hur vegetationen och vattnets kretslopp kommer att förändras i en värmande värld, sa McColl.

McColl och hans team strävar efter att minska den osäkerheten i framtida forskning genom att utveckla mer exakta landytemodeller.