En droppe regnvatten som faller på ett kassavafält i Uganda tar en annan väg än en som faller 500 mil österut i Somalia. Att veta var regnet kommer ifrån nu, och var det kan komma ifrån under framtida klimatscenarier, är viktigt för de miljontals människor som är beroende av försörjningsjordbruk för att överleva.

Forskning från Washington University i St Louis erbjuder ett nytt verktyg för att spåra regnvattenloppet. En studie publicerad i Geofysiska forskningsbrev föreslår ett nytt sätt att utnyttja signaler som finns i vattenmolekyler för att avkoda de atmosfäriska processer som åtföljer förändrade tropiska väder- och klimatmönster.

"Det tropiska vattnets kretslopp är mer än bara nederbörd, " sa Bronwen Konecky, biträdande professor i jord- och planetvetenskaper inom konst och vetenskap. "Nerbörd är en mycket komplex aspekt av väder och klimat. Tropisk nederbörd har varit annorlunda under tidigare klimattillstånd, och vi förväntar oss att det kommer att förändras i framtiden. Men vi förstår fortfarande inte helt hur vissa klimatförhållanden översätts till nederbördseffekter på lokal skala."

Koneckys arbete bygger på skillnader i atomskala i massan av väte och syre som utgör vattenmolekyler som ett slags ihållande fingeravtryck som registrerar var vattnet har färdats och vad som har hänt med det redan innan det föll som regn.

Klimatforskare runt om i världen använder samma typ av isotopdata för att undersöka vatten. De förlitar sig på modern nederbördsövervakning tillsammans med geologiska rekonstruktioner som hjälper dem att uppskatta mängden och egenskaperna hos regn som föll tidigare.

Men eftersom laboratorie- och satellitbaserade metoder för att mäta vattenisotoper har förbättrats de senaste åren, Konecky och andra observerade att de tumregler som de hade förlitat sig på för att uppskatta nederbörd från geologiska proxies inte beskrev vad som händer i tropikerna tillräckligt.

Koneckys nya papper hjälper till att omforma historien. Hennes läxa nr 1 från att analysera data i dussintals tidigare klimatforskningsstudier? Platsen spelar roll.

"Olika fuktkällor har mycket olika årstidsvariationer och mycket olika tidsskalor för variation, " sade Konecky. "När vi tänker på hur dessa komponenter i nederbörden varierar i termer av väder, till och med bara på en skala från år till år - eller hur de kommer att förändras baserat på global uppvärmning - beror allt på var vattnet kommer ifrån."

"Varifrån vattnet kommer visar sig vara en viktig del av den isotopiska historien som vi kan läsa i tropiskt regn, " Hon sa.

För hennes del, Konecky har nyligen etablerat flera projekt för att mäta vattenisotopvariationer på dåligt studerade platser i Afrika, Sydostasien och det tropiska Stilla havet.

Förra året, hon startade ett nytt projekt relaterat till variationer i nederbörden i Uganda.

Mer än 80 procent av befolkningen i Uganda bor på landsbygden och är beroende av försörjningsjordbruk, enligt uppskattningar från lokala hjälporganisationer.

"Det jag gör med min forskning nu är att gå ut och faktiskt samla upp regnvattnet så att vi kan tolka klimat- och väderprocesser från de isotopiska signalerna, sa Konecky.

Regnvattenuppsamlare – specialbyggda i Koneckys laboratorium vid Washington University – installeras på fem platser i västra Uganda.

Konecky kommer att analysera isotoperna i vattnet hon samlar in för att ta reda på var denna nederbörd har sitt ursprung. Mycket av det som regnar ner på Östafrika förs över från Indiska oceanen, den närmaste större vattenmassan. Dock, en okänd men sannolikt betydande mängd regnvatten kommer hela vägen över från Atlanten. Det rör sig över det kontinentala inlandet och återvinns genom Kongos regnskogar innan det deponeras i Uganda.

Konecky arbetar med medarbetare som är specialiserade på fysisk och mänsklig geografi. Projektet stöds av National Science Foundation.

En fortsatt utmaning:att hålla babianer borta från nederbördssamlarna.

"De gillar allt glänsande, " sa Konecky.