Det extrema, den senaste tidens torka har ödelagt många samhällen runt Murray-Darling Basin, men de processer som driver torkan är fortfarande inte väl förstådda.

Vår nya studie hjälper till att ändra på detta. Vi kastade en vädermodell i backen och körde den tillbaka i 35 år för att studera de naturliga processer som leder till låg nederbörd under torka.

Och vi fann att den främsta orsaken till torka i Murray-Darling Basin var att fukt från haven inte nådde bassängen så ofta som normalt, och gav mindre regn när det gjorde det. Faktiskt, när fukt från havet nådde bassängen under torka, den uttorkade markytan gjorde det faktiskt svårare för fukten att falla som regn, förvärra de redan torra förhållandena.

Dessa fynd kan hjälpa till att lösa varför klimatmodeller kämpar för att simulera torka väl, och i slutändan bidra till att förbättra vår förmåga att förutsäga torka. Detta är avgörande för våra samhällen, lantbrukare och skogsbränder.

Det finns fortfarande mycket att lära om regn

Den senaste torkan var obeveklig. Det såg den lägsta nederbörden någonsin i Murray-Darling Basin, minskad jordbruksproduktion, ledde till ökade livsmedelspriser, och skapade torra förhållanden innan Black Summer bränder.

Torka i Murray-Darling Basin är förknippad med globala klimatfenomen som driver förändringar i havet och atmosfärens cirkulation. Dessa klimatfaktorer inkluderar El Niño- och La Niña-cykeln, indiska oceanens dipol och det södra ringformade läget.

Var och en påverkar sannolikheten för nederbörd över Australien. Men förare som El Niño kan bara förklara omkring 20 % av den australiensiska nederbörden – de berättar bara en del av historien.

För att till fullo förstå de fysiska processerna som orsakar att torka börjar, framhärda och ta slut, vi måste svara på frågan:var kommer Australiens nederbörd ifrån? Det kan verka grundläggande, men svaret är inte så enkelt.

Var kommer Australiens nederbörd ifrån?

Brett, Forskare vet att nederbörden härrör från avdunstning från två huvudkällor:havet och landet. Men vi vet inte exakt varifrån fukten som försörjer Australiens nederbörd ursprungligen avdunstar, hur fukttillgången förändras mellan årstiderna och inte heller hur den kan ha förändrats tidigare.

Att få reda på, vi använde en sofistikerad modell av Australiens klimat som gav data om atmosfärstryck, temperatur, fuktighet, vindar, nederbörd och avdunstning.

Vi lägger in dessa data i en "bakvägsmodell". Detta spårade vattnets väg varifrån det föll som regn, baklänges i tiden genom atmosfären, för att avslöja var vattnet ursprungligen avdunstat från. Vi gjorde detta för varje dag det regnade över Australien mellan 1979 och 2013.

Inte överraskande, vi fann att mer än tre fjärdedelar av regnet faller i Australien kommer från avdunstning från de omgivande haven. Så vad betyder detta för Murray-Darling Basin?

Upp till 18 % av regnet i bassängen kommer från land

Under millennietorkan och andra stora torkaår (som 1982), Murray-Darling Basin var starkt beroende av fukt som transporterades från Tasman- och Korallhavet för regn. Fukt som avdunstat utanför östkusten behöver östliga vindar för att transportera den över Great Dividing Range och in i Murray-Darling Basin, där det kan bilda regn.

Detta betyder att låg nederbörd under dessa torka var ett resultat av anomalier i atmosfärens cirkulation, som förhindrade det östliga flödet av havsfuktighet. Torkorna bröt när fukt återigen kunde transporteras in i bassängen.

Murray-Darling Basin var också en av de regioner i Australien där mest "regnåtervinning" sker. Det är när, efter regn, höga nivåer av avdunstning från jordar och växter återgår till atmosfären, ibland leder till mer regn – särskilt på våren och sommaren.

Det betyder att om vi ändrar hur vi använder marken eller växtligheten, det finns en risk att vi kan påverka nederbörden. Till exempel, när en skog av höga träd ersätts med kort gräs eller grödor, luftfuktigheten kan gå ner och vindmönster förändras i atmosfären ovanför. Båda dessa påverkar sannolikheten för regn.

I den norra delen av bassängen, mindre avdunstning från den torra markytan förvärrade den låga nederbörden.

Å andra sidan, när torkan bröt, mer fukt avdunstat från den fuktiga markytan, vilket bidrar till de redan höga nivåerna av fukt som kommer från havet. Detta innebar att regionen fick ett överskott av fukt, främjar ännu mer regn.

Detta förhållande var svagare i den södra delen av bassängen. Men intressant nog, nederbörden där berodde på fukt som härrörde från avdunstning i den norra bassängen, särskilt under torkan raster. Detta är ett resultat som vi måste utforska ytterligare.

Sommarregn inte så bra för bönder

Regn och fuktkällor för Australien och Murray-Darling Basin förändras. Under de senaste 35 åren, den sydöstra delen av landet har fått mindre fukt på vintern, och mer på sommaren.

Detta beror troligen på ökade östliga vindflöden av fukt från Tasmanhavet på sommaren, och minskade västliga flöden av fukt från södra oceanen på vintern.

Detta har viktiga konsekvenser, särskilt för jordbruk och förvaltning av vattenresurser.

Till exempel, mer nederbörd på sommaren kan vara ett problem för trädgårdsodlingar, eftersom det kan göra grödor mer mottagliga för svampsjukdomar, minskar kvaliteten på skörden av vindruvor och påverkar skördeplaneringen.

Mindre vinterregn innebär också mindre avrinning till bäckar och floder - en viktig process för att minska risken för torka. Och detta skapar osäkerhet för dammoperatörer och vattenresursförvaltare.

Att förstå var vår nederbörd kommer ifrån spelar roll, eftersom det kan förbättra väderprognoser, säsongsbetonade strömflödesprognoser och långsiktiga nederbördseffekter av klimatförändringar. För ett land som är utsatt för torka som Australien – som kommer att förvärras under ett föränderligt klimat – är detta mer avgörande än någonsin.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.