Denna NASA -satellitbild visar översvämningar vid sammanflödet av Illinois, Missouri och Mississippi floder nära St. Louis den 19 augusti, 1993. I en ny studie, Jordsystemforskare från UCI betonar att växtfysiologins roll i framtida flodöversvämningar kommer att vara lika stor som klimatuppvärmningens. Upphovsman:NASA
han nästa gång en flod strömmar över sina stränder, skyll inte bara på regnmolnen. Jordsystemforskare från University of California, Irvine har identifierat en annan synder:löviga växter.
I en studie publicerad idag i Naturens klimatförändringar , UCI -forskarna beskriver ekofysiologins framväxande roll vid översvämningar vid floden. Som en anpassning till ett överflöd av koldioxid i atmosfären, träd, växter och gräs begränsar sina stomatala porer för att reglera mängden gas som de förbrukar, en mekanism som begränsar utsläpp av vatten från löv genom avdunstning.
"Växter blir mer vatteneffektiva och läcker mindre jordfuktighet i marken genom sina porer i en kolrik atmosfär, "sade studieförfattaren Mike Pritchard, UCI biträdande professor i jordsystemvetenskap. "Lägg till detta över miljarder löv i mycket solsken, lummiga platser, särskilt tropikerna, och det betyder att det finns en massa mer jordfuktighet lagrad under jorden, så mycket att klimatmodeller förutsäger att nederbördshändelser kommer att mätta marken och mer regn kommer att rinna ut i floder. "
Pritchard sa att denna sk skogseffekt dominerar atmosfäriska reaktioner på CO 2 på de flesta landmassor upp till 30 grader norr och söder om ekvatorn, det är där de flesta bor. Och han noterade att detta växtbaserade fenomen kan ha stort inflytande på översvämningar i Mississippiflodens avrinningsområde.
"Jag var verkligen intresserad av Mississippi eftersom det är i vår egen nationella bakgård, "Sa Pritchard." Det är en stor, komplex bassäng matad av flera källor, men det såg ut som att vårregnen på östkusten och Appalacherna sprang iväg mer effektivt på grund av dessa effekter av växtfysiologi, vilket leder till ett tidigare toppflöde från Mississippi än normalt, vilket faktiskt är vettigt. Vårregnen kan lättare rinna av. "
Han sa att de dubbla effekterna av växtfysiologi i USA:s sydost och nederbördsmässiga avvikelser orsakade av atmosfärisk uppvärmning längre norrut i Mississippi -bassängen "båda verkligen konspirerar för att få fram framtida översvämningsstatistik i lika stor andel."
Huvudförfattare Megan Fowler, en tidigare UCI -doktorand i jordvetenskap, sade att "för denna studie, vi tittade på hur klimatförändringar kommer att påverka framtida flodflöden över hela världen och fann att istället för de vanliga misstänkta i vattencykeln - att förändra regional nederbörd från global uppvärmning eller andra effekter av mer koldioxid 2 i atmosfären-det är faktiskt hur vegetationsfysiologi på låg latitud reagerar på ökat kol i luften som spelar en överdimensionerad roll i floddynamik. "Sedan jag tog en doktorsexamen vid UCI tidigare i år, Fowler har blivit postdoktor vid Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences i Boulder, Colorado.
Teamet använde allmänt tillgängliga verktyg för att dra sina slutsatser:en hydrodynamisk modell för att tillhandahålla detaljerade flödesdata och världens mest populära jordsystemmodell, utvecklat av forskare vid U.S. National Center for Atmospheric Research och U.S. Department of Energy.
"Ingen av dessa är ovanliga verktyg, "Sa Pritchard." De råkar inte ha länkats på det här sättet tidigare. "
En ovanlig metod för studien var isolering av växtfysiologiska effekter från temperatureffekter. Forskarna körde experiment där de ökade CO 2 på bladen och ledde andra där de tillsatte gasen till atmosfären för att få uppvärmning att hända. Sedan gjorde de båda tillsammans för att försöka bestämma faktorernas relativa bidrag till resultaten.
"Det här är hand-av-gud-typ experiment som är hela poängen med klimatmodeller, "Sa Pritchard." I naturen, det finns inget sätt att skilja effekterna av temperatur och bladfysiologi med förhöjd CO 2 i atmosfären, men vi kan göra det ganska framgångsrikt med våra modeller. "
Väl känd inom klimatforskningsgemenskapen för sitt arbete med molnens fysik, turbulens och nederbörd, Han noterade:"Men nu inser jag att det kan vara lika viktigt att hantera osäkerheter som den verkliga storleken på stomataleffekten i tropiska ekosystem - där fältförsöksdata är glesa. Detta ligger förmodligen bakom när det gäller granskning jämfört med problem med moln och nederbörd som bättre begränsas av satellitdata. Kanske är det dags att ta ner det till jorden. "
