De varmaste månaderna. De snöigaste vintrarna. Katastrofala översvämningar och torka.

Klimatförändringar påverkar liv över hela världen på drastiska och oförutsägbara sätt. Denna oförutsägbarhet sträcker sig också till de mer subtila – men ändå viktiga – effekterna av klimatförändringarna.

Till exempel, det är osäkert hur klimatförändringarna kommer att påverka marken och deras förmåga att stödja produktiva gårdar eller friska naturliga ekosystem.

I en ny studie, forskare använde digitala tekniker för att förutsäga hur en viktig markegenskap är, organiskt kol i jorden, kan förändras av klimatförändringarna.

"Organiskt kol i marken är en viktig bestämningsfaktor för markens hälsa, " säger Jonathan Gray, huvudförfattare till studien. "Det påverkar många kemikalier, fysisk, och jordens biologiska egenskaper, såsom fertilitet och vattenhållande förmåga." Gray är senior forskare vid New South Wales Office of Environment &Heritage i Australien och doktorerar också vid University of Sydney.

Forskarna använde 12 klimatförändringsmodeller för att förutsäga hur halterna av organiskt kol i marken varierar med klimatförändringarna. De modeller som användes i studien återspeglade ett komplett utbud av förväntade globala klimatutfall. De var också tillämpliga på den specifika studieregionen New South Wales i sydöstra Australien.

Resultaten var varierande. "En majoritet av modellerna visade en minskning av markens organiskt kol med klimatförändringar, " säger Gray. "Men några av modellerna förutspådde faktiskt en ökning."

Varför de olika förutsägelserna? Gray tillskriver det osäkerheter inom klimatförändringsmodellerna. "Vi behöver mer överensstämmelse mellan klimatförändringsprognoser innan vi med säkerhet kan förutsäga hur halterna av organiskt kol i marken kommer att bete sig, " han säger.

Forskarna upptäckte också att i vilken utsträckning markens organiska kolförändringar varierade mellan jordtyper, nuvarande klimat, och markanvändningsregimer. Till exempel, den beräknade genomsnittliga minskningen av organiskt kol i marken var mindre än ett ton per hektar för sand, lågfertilitetsjordar under torra förhållanden under odlingsregimer. Det var 15 gånger så mycket för lerrika, bördiga jordar under våta förhållanden under inhemska vegetationsregimer.

"Denna kunskap kan hjälpa oss att bättre förstå och förutsäga var de största potentiella förlusterna eller vinsterna i markens kol kan inträffa, säger Gray.

Det är viktigt att förutsäga förändringar i markens organiska kol. "Det skulle tillåta oss att bättre förbereda oss för och anpassa oss till förändrade markförhållanden, " säger han. "Det skulle i slutändan förbättra hur vi hanterar både jordbruk och inhemska ekosystem."

Gray och hans kollegor kombinerade olika digitala metoder för att uppnå mycket högupplöst kartläggning. Istället för den typiska 10 km upplösningen, laget uppnådde en upplösning på 100 meter. Detta gjorde det möjligt för forskarna att koppla samman markens organiska kolförändringar med specifika jordtyper eller markanvändningsmönster.

"Vår modell erbjöd en mer konceptuellt enkel, men ändå robust, alternativ till de mer komplexa dynamiska modelleringsmetoderna som vanligtvis används, " förklarar Gray.

Medan denna studie fokuserade på New South Wales, Gray tror att resultaten kommer att gälla områden utanför studieplatsen också. "Den faktiska kartan över förväntad markorganisk kolförändring är mest relevant för New South Wales, "säger han." Men de viktigaste resultaten av studien är globalt tillämpliga. "

Gray försöker nu förutse hur andra viktiga jordegenskaper, såsom näringsämnen och surhet, kommer att påverkas av förväntade klimatförändringar. "Dessa variabler kommer också att påverka våra jordbruks- och inhemska ekosystem, " säger Gray.

Att förstå hur klimatförändringar påverkar markegenskaper kan faktiskt också ge mer exakta klimatförändringsmodeller. "Att kunna förutsäga jordens potential att lagra kol eller släppa ut det i atmosfären kommer att vara avgörande för framtida modeller för klimatförändringar och begränsningsstrategier, säger Gray.