I decennier har geoforskare försökt upptäcka klimatets inverkan på bildandet av floder, men hittills har det inte funnits några systematiska bevis.

En ny studie, leds av forskare från University of Bristol och publiceras idag i tidskriften Natur , upptäcker en tydlig klimatsignatur på floder globalt som utmanar befintliga teorier.

Om du går från en flods källa till dess mynning, du går en stig som går ner i höjdled. I vissa floder, denna stig kommer att gå brant ner från höglandet, och sedan platta ut i låglandet. Detta resulterar i en höjdprofil (som vi kallar den långa profilen) som har en konkav upp form, liknande formen på insidan av en skål när du spårar den från insidan till botten. I kontrast, en rak lång profil faller jämnt i höjdled, som en ramp, längs stigen när du går från källan till mynningen.

Den nya forskningen av Chen et al. visar att medan flodens långa profiler tenderar att vara konkava upp i fuktiga områden, de blir successivt rakare i torrare områden.

Huvudförfattare Shiuan-An Chen från University of Bristols School of Geographical Sciences, sa:"Den långa profilen bildas gradvis under tiotusentals till miljoner år, så det berättar en större historia om regionens klimathistoria. Vi förväntar oss att klimatet kommer att påverka flodens långa profil eftersom det styr hur mycket vatten som strömmar i floder och den tillhörande kraften av vatten för att flytta sediment längs flodbädden."

Hittills har forskare saknat en stor, systematisk datauppsättning av floder som sträcker sig över klimatzonerna på jorden, möjliggöra fullständig utforskning av kopplingarna mellan klimat och flodform. Forskargruppen tog fram en ny, fritt tillgänglig, databas med flodlånga profiler, genererad från data som ursprungligen samlades in av NASA:s rymdfärja. De använde specialistmjukvara utvecklad av medförfattaren Dr. Stuart Grieve vid Queen Mary University of London för att utveckla en ny databas med lång profil som innehåller över 330, 000 floder över hela världen.

Studien visar för första gången i global skala att det finns tydliga skillnader i flodernas långa profilformer över klimatzoner, och att orsaken bakom dessa skillnader ligger i uttrycket av torrhet i strömflödet i floder.

I fuktiga områden, floder tenderar att ha flöde i dem året runt, vilket kontinuerligt flyttar sediment och eroderar den övergripande profilen till en konkav upp form.

När klimatet blir alltmer torrt (från halvtorrt, att torka, till hypertorr), floder rinner bara några gånger per år när det regnar, flyttar sediment sällan.

Dessutom, torra floder tenderar att uppleva korta, intensiva regnstormar, som inte skapar flöde över hela flodens längd.

Dessa kopplingar mellan klimat, strömflöde och lång profilform förklaras i tidningen med hjälp av en numerisk modell som simulerar utvecklingen av flodprofiler över tid som svar på strömflödesegenskaper.

Författarna visar att oavsett alla andra potentiella kontroller av flodprofiler, strömflödesegenskaper har en dominerande effekt på den slutliga profilformen. De visar att skillnaderna i det klimatiska uttrycket av strömflöde förklarar variationerna i profilform över klimatregioner i deras databas.

Dr Katerina Michaelides, också från Bristol's School of Geographical Sciences, som ledde forskningen tillade:

"Traditionell teori som har inkluderats i läroböcker i decennier beskriver att floder långa profiler utvecklas till att vara konkava upp. Befintliga teorier är partiska mot observationer gjorda i fuktiga floder, som är mycket bättre studerade och mer representerade i publicerad forskning än torra floder.

"Vår studie visar att många flodprofiler runt om i världen inte är konkava och att rakare profiler tenderar att vara vanligare i torra miljöer."

"Jag tror att floder på torra land har understuderats och underskattats, särskilt med tanke på att torrmarker täcker ~40% av den globala landytan. Deras flödesuttryck ger unika insikter om klimatets inverkan på landytans topografi."

Dr. Stuart Grieve från Queen Mary University of London sa:"Att kombinera satellitdata med högpresterande beräkningar revolutionerar vår disciplin, vilket gör att vi kan förstå hur vår planet förändras i oöverträffad skala. Vår analys av dessa data skrapar bara på ytan av potentialen. att denna sammansmältning av data, datorkraft och geovetenskaplig insikt kan erbjuda oss att förstå vår planet, såväl som andra i solsystemet."