Οι δορυφόροι δείχνουν πώς ο κύκλος του νερού της Γης αυξάνεται καθώς θερμαίνει το κλίμα

Εν συντομία:

Οι επιστήμονες της NASA έχουν μελετήσει 17 χρόνια παρατηρήσεις βαρύτητας του πλανήτη μας για να καταλάβουν πώς αλλάζει ο παγκόσμιος κύκλος νερού.

Ο ρυθμός με τον οποίο τα φυτά και η επιφάνεια του εδάφους απελευθερώνουν υγρασία στον αέρα έχει αυξηθεί σε παγκόσμια κλίμακα μεταξύ του 2003 και του 2019. Αυτές οι διαδικασίες είναι συλλογικά γνωστές ως εξατμισοδιαπνοή και μια νέα μελέτη της NASA έχει υπολογίσει την αύξηση της χρησιμοποιώντας παρατηρήσεις από δορυφόρους βαρύτητας.

Μετρώντας τη μαζική αλλαγή του νερού μεταξύ των ωκεανών και των ηπείρων, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ο ρυθμός αύξησης της εξατμοδιαπνοής είναι έως και δύο φορές υψηλότερος από τους προηγούμενους υπολογισμούς. Αυτό είναι σημαντικό επειδή η εξατμοδιαπνοή αντιπροσωπεύει έναν κρίσιμο κλάδο του παγκόσμιου κύκλου νερού – έναν κύκλο που δημιουργεί τις συνθήκες για τη ζωή στην ξηρά.

Ενώ είναι γνωστό ότι ένα κλίμα θέρμανσης θα πρέπει να αυξήσει το ρυθμό της εξατμισοδιαπνοής, οι ακριβείς παγκόσμιες μετρήσεις, μέχρι τώρα, ήταν αόριστες.

«Η μελέτη μας διαπίστωσε ότι η εξατμισοδιαπνοή έχει αυξηθεί κατά περίπου 10% από το 2003, κάτι που είναι περισσότερο από ό, τι είχε προηγουμένως εκτιμηθεί, και οφείλεται κυρίως σε θερμοκρασίες θέρμανσης», δήλωσε η Madeleine Pascolini-Campbell, μεταδιδακτορική ερευνητής στο εργαστήριο Jet Propulsion της NASA στη Νότια Καλιφόρνια ηγήθηκε της μελέτης. “Ελπίζουμε ότι αυτές οι πληροφορίες σχετικά με τον κύκλο νερού θα βοηθήσουν στην καλύτερη ενημέρωση της ανάπτυξης και της επικύρωσης των κλιματικών μοντέλων.”

Αλλά πώς επηρεάζει ο ρυθμός εξατμισοδιαπνοής τον παγκόσμιο κύκλο νερού; Καθώς η υγρασία από τους ωκεανούς κυκλοφορεί μέσω της ατμόσφαιρας, ένα μέρος πέφτει ως βροχόπτωση στις ηπείρους. Μερικά από αυτά τα νερά πηγαίνουν στα ποτάμια ως απορροή, και μερικά διαπερνούν τα εδάφη. Το υπόλοιπο νερό εξατμίζεται από τη γη και εξαφανίζεται από φυτά πίσω στον αέρα.

Η διαπίστωση ότι η εξατμισοδιαπνοή αυξάνεται με ταχύτερο ρυθμό από ό, τι ήταν γνωστό στο παρελθόν, έχει επιπτώσεις στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η κλιματική αλλαγή μπορεί να επηρεάσει τη Γη στο μέλλον. Καθώς ο κόσμος θερμαίνεται, η εξατμισοδιαπνοή θα επιταχυνθεί, επιταχύνοντας την ξήρανση της γης και της βλάστησης. Οι καιρικές συνθήκες μπορεί επίσης να επηρεαστούν: Η αυξημένη εξάτμιση από τη γη μπορεί να δημιουργήσει ξηρασία σε ορισμένες περιοχές. Αυτό είναι ένα σύμπτωμα ενός θερμαινόμενου κόσμου που μπορεί να έχει σημαντικές συνέπειες για τα οικοσυστήματα και τις ανθρώπινες κοινωνίες καθώς αυξάνεται το άγχος στις προμήθειες επιφανειακών και υπόγειων υδάτων.

«Οι εικόνες που λιώνουν οι παγετώνες και τα συρρικνωμένα φύλλα πάγου είναι ένας απλός τρόπος για να κατανοήσουμε τις επιπτώσεις της υπερθέρμανσης του πλανήτη», δήλωσε ο Pascolini-Campbell. «Αλλά δραματικές αλλαγές συμβαίνουν επίσης σε άλλα βασικά στοιχεία του κύκλου νερού του πλανήτη μας που δεν είναι τόσο ορατά, όπως όταν το νερό εξατμίζεται από τη γη προτού μπορέσει να εισέλθει στα ποτάμια ως απορροή».

Η βαρύτητα του νερού

Για να πάρουν μια παγκόσμια εκτίμηση για το πώς αλλάζει η εξατμισοδιαπνοή, οι ερευνητές βρήκαν έναν νέο τρόπο αξιοποίησης δεδομένων που συλλέχθηκαν από το ζεύγος δορυφόρων Gravity Recovery and Climate Experiment ( GRACE ) που λειτούργησαν από το 2002 έως το 2017, και το διάδοχο ζευγάρι, GRACE Follow-On , που ξεκίνησε το 2018. Η αποστολή GRACE ξεκίνησε από τη NASA και το Γερμανικό Αεροδιαστημικό Κέντρο (DLR) και το GRACE-FO είναι μια συνεργασία μεταξύ της NASA και του Γερμανικού Κέντρου Ερευνών για τις Γεωεπιστήμες (GFZ)

Επειδή το νερό έχει μάζα και ως εκ τούτου συμβάλλει στο σήμα βαρύτητας της Γης, αυτά τα διαστημόπλοια είναι εξαιρετικά ευαίσθητα στην κίνηση του νερού σε όλο τον κόσμο , από την παρακολούθηση αλλαγών στα φύλλα πάγου έως το νερό που είναι αποθηκευμένο στη γη έως τις παραλλαγές της μάζας των ωκεανών. Βλέποντας μια ευκαιρία, οι ερευνητές μελέτησαν το 17ετές σύνολο δεδομένων από το GRACE και το GRACE-FO για να δουν αν ήταν δυνατό να εξαπατήσει το βαρυτικό σήμα που σχετίζεται με την κίνηση του νερού με εξατμισοδιαπνοή.

«Με το συνδυασμένο ρεκόρ των GRACE και GRACE-FO, έχουμε τώρα ένα αρκετά μεγάλο ρεκόρ παρατήρησης για να μπορούμε να παρακολουθούμε αυτά τα κρίσιμα σημάδια παγκόσμιας αλλαγής», δήλωσε ο JT Reager, επιστήμονας της JPL και ερευνητής της μελέτης. «Όταν το σήμα βαρύτητας μειώνεται, σημαίνει ότι η γη χάνει νερό. Μερικές από αυτές τις απώλειες είναι μέσω ποταμών που ρέουν πίσω στους ωκεανούς, αλλά το υπόλοιπο ανεβαίνει στην ατμόσφαιρα ως εξατμισοδιαπνοή. “

Αφαιρώντας όλες τις εκροές μάζας νερού από τις εισόδους πάνω από τη γη και στη συνέχεια υπολογίζοντας την υπολειπόμενη μάζα νερού, οι ερευνητές μπόρεσαν να εκτιμήσουν το ποσοστό της εξατμισοδιαπνοής. Το έκαναν αυτό αφαιρώντας ανεξάρτητες εκτιμήσεις για την παγκόσμια απόρριψη ποταμών (με άλλα λόγια, τον ρυθμό ροής του νερού μέσω των ποταμών στον ωκεανό) και τα δορυφορικά δεδομένα GRACE και GRACE-FO (που αποκαλύπτουν τις τοπικές αλλαγές στη μάζα του νερού εντός και στο έδαφος) από τις παγκόσμιες μετρήσεις υετού για να μάθετε τη μάζα του νερού που χάνεται στην ατμόσφαιρα.

Λόγω των προκλήσεων παρατήρησης και μέτρησης, οι παγκόσμιες εκτιμήσεις της εξατμοδιαπνοής συνήθως προσεγγίζονται χρησιμοποιώντας μοντέλα ή λαμβάνοντας μετρήσεις από μεμονωμένες τοποθεσίες και στη συνέχεια κλιμάκωση αυτών των μετρήσεων. Αλλά αυτές οι μέθοδοι μπορεί να είναι επιρρεπείς σε λάθη. Μετρώντας τις παγκόσμιες αλλαγές μάζας χρησιμοποιώντας δορυφορικές παρατηρήσεις βαρύτητας, ωστόσο, οι ερευνητές μπόρεσαν να πάρουν μια πιο ακριβή εκτίμηση για τον ρυθμό της παγκόσμιας εξατμισοδιαπνοής.

Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, διαπίστωσαν ότι η εξατμισοδιαπνοή αυξήθηκε από 405 χιλιοστά (περίπου 16 ίντσες) ετησίως το 2003 σε 444 χιλιοστά (περίπου 17,5 ίντσες) ετησίως το 2019. Αυτό αντιπροσωπεύει ανοδική τάση 2,30 χιλιοστών (περίπου 0,1 ίντσες) ετησίως – αύξηση 10% – με αντίστοιχη αβεβαιότητα 0,5 χιλιοστά (0,02 ίντσες) ετησίως, ή 2%.

«Εδώ και χρόνια, ψάχνουμε έναν τρόπο μέτρησης των ακαθάριστων αλλαγών στον παγκόσμιο κύκλο νερού και τελικά το βρήκαμε», δήλωσε ο Reager. “Το μέγεθος της αύξησης της εξατμισοδιαπνοής μας εξέπληξε πραγματικά: Αυτό είναι ένα αρκετά μεγάλο σήμα που δείχνει ότι ο κύκλος νερού του πλανήτη μας αλλάζει.”

Αυτά τα αποτελέσματα προσθέτουν σε ένα αυξανόμενο σώμα έρευνας σχετικά με τον κύκλο νερού του πλανήτη μας, ενώ υπογραμμίζει επίσης τη σημασία της συνέχειας για τις παρατηρήσεις της Γης. Οι συνεχείς δορυφορικές παρατηρήσεις από δορυφόρους με μια παγκόσμια εικόνα των αλλαγών της μάζας του νερού παρέχουν το μακρύ ρεκόρ που απαιτείται για την παρατήρηση του μεταβαλλόμενου πλανήτη τις δεκαετίες. Αυτές οι παρατηρήσεις βοηθούν επίσης τους επιστήμονες να παρακολουθούν την ετήσια μεταβλητότητα στον κύκλο του νερού που προκαλείται από την κλιματική αλλαγή και τους φυσικούς κύκλους.

Η μελέτη, με τίτλο: «Μια αύξηση 10% στην παγκόσμια εξατμοδιαπνοή γης από το 2003 έως το 2019», δημοσιεύθηκε στις 26 Μαΐου στο Nature . Εκτός από την JPL, το Goddard Space Flight Center της NASA, στο Greenbelt του Maryland, συνέβαλε σε αυτήν την έρευνα.

Η JPL διαχειρίστηκε την αποστολή GRACE και διαχειρίζεται την αποστολή GRACE-FO για το τμήμα Επιστήμης της Γης της NASA της Διεύθυνσης Επιστημονικής Αποστολής στην έδρα της NASA στην Ουάσιγκτον. Με βάση το Pasadena, Καλιφόρνια, ο Caltech διαχειρίζεται την JPL για τη NASA.

πηγή: climate.nasa.gov