Variasi kelembaban tanah rata-rata pada 2003-07 (MAP A) dan 2008-12 (MAP b) relatif terhadap baseline 1995-99. Area yang ditandai berwarna cokelat melihat penurunan kelembaban tanah dan area yang ditandai dengan warna biru peningkatan kelembaban tanah. Abu -abu gelap menunjukkan area di mana perubahan kelembaban tanah secara statistik tidak signifikan. Angka yang diperkirakan oleh Era5-tanah. Sumber: Sains.
Perubahan Iklim
Ryu mengatakan para peneliti “mencurigai bahwa peningkatan suhu memainkan peran penting” dalam penurunan penyimpanan air terestrial dan kelembaban tanah di abad ke -21.
Studi ini menunjukkan dua faktor yang mendorong penipisan kelembaban tanah secara bertahap selama seperempat abad terakhir: fluktuasi pola curah hujan dan meningkatkan “permintaan evaporatif”.
Permintaan evaporatif mengacu pada “haus” atmosfer untuk air, atau seberapa banyak kelembaban yang dapat diambil dari tanah, vegetasi, dan air permukaan.
Studi telah menyoroti bagaimana permintaan evaporatif global meningkat Selama dua dekade terakhir secara global, memengaruhi ketersediaan air, Tanaman yang melukai Dan menyebabkan kekeringan.
Studi baru ini mencatat bahwa “peningkatan permintaan evaporatif yang didorong oleh iklim yang memanas” menunjukkan “tren yang lebih konsisten dan meluas ke arah pengeringan ketika suhu naik”.
Ryu mengatakan penurunan kelembaban air yang “sangat tidak biasa” diamati lebih dari 2000-02 dapat dikaitkan dengan rendahnya tingkat curah hujan secara global, yang bertepatan dengan “periode ketika permintaan evaporatif mulai meningkat”.
Periode lain-kurang jelas-periode penurunan kelembaban tanah cepat yang terlihat selama 2015-16 dapat dikaitkan dengan kekeringan yang dipicu oleh acara El Niño 2014-16, catatan Ryu.
Ryu mengatakan temuan penelitian menunjukkan bahwa kelembaban tanah tidak dapat lagi bangkit kembali dari tahun yang kering, seperti yang terjadi di masa lalu:
“Dulu bahwa ketika curah hujan naik lagi, kami memulihkan air di tanah. Tetapi karena meningkatnya permintaan penguapan ini, begitu kami memiliki tahun -tahun yang kuat – yang mengarah pada curah hujan yang jauh lebih sedikit selama satu atau dua tahun – tampaknya kami tidak memulihkan air sepenuhnya karena meningkatnya air di tanah.
Validasi silang
Mengukur perubahan kelembaban tanah global secara historis telah menghadirkan tantangan bagi para ilmuwan, mengingat kurangnya pengamatan air yang komprehensif dan langsung di tanah.
Para peneliti berusaha mengurangi ketidakpastian ini dengan menguatkan Era5-land Dataset Analisis ulang dari Pusat Prakiraan Cuaca Jangka Menengah Eropa (ECMWF) dengan tiga set data pengukuran geofisika.
Sistem pemodelan permukaan tanah ERA5 menggunakan data input meteorologis dan lainnya untuk memperkirakan air dalam beberapa meter atas tanah.
Angka -angka ini dibandingkan dengan data yang dikumpulkan oleh pemulihan gravitasi dan percobaan iklim (BERKAH) misi – misi satelit bersama antara NASA dan Pusat Aerospace Jerman.
Berlari sejak 2002, Perubahan Misi Grace Tracks ke gravitasi Bumi dengan mengumpulkan data tentang penipisan air tanah, kehilangan lapisan es dan kenaikan permukaan laut. Pengamatan ini telah mengungkapkan hilangnya air yang terus -menerus dari darat ke laut.
Para ilmuwan juga melakukan referensi silang data analisis ulang ERA5 dengan a dataset berumur seabad Itu mengukur fluktuasi rotasi bumi sebagai distribusi massa di planet berubah.
(Redistribusi es dan air, seperti lembaran es yang meleleh dan menipiskan air tanah, menyebabkan planet ini goyah saat berputar dan sumbunya sedikit bergeser. Ini dikenal sebagai “Gerakan Kutub”.)
Set ketiga pengukuran yang digunakan para ilmuwan adalah ketinggian permukaan laut rata -rata global, yang dikumpulkan oleh satelit.
Untuk mengekstraksi perubahan kelembaban tanah dari set data ini, para peneliti mengurangi komponen lain dari kenaikan permukaan laut dari total keseluruhan – termasuk lebur es Greenland, es antartika, dampak dari peningkatan suhu permukaan laut (yang memperluas volume air) dan kontribusi air tanah.
Proses eliminasi ini membuat para peneliti dengan perkiraan kontribusi kelembaban tanah terhadap kenaikan permukaan laut global.
Studi ini mencatat bahwa baik ketinggian permukaan laut dan pengamatan gerakan kutub “mendukung kesimpulan bahwa perubahan tiba -tiba dalam kelembaban tanah adalah asli”.
Ryu mengatakan menggunakan kenaikan permukaan laut rata -rata global dan “goyangan bumi” untuk melacak redistribusi air di darat adalah “inovasi utama” yang diterapkan di koran.
Dia menambahkan nilai “rekayasa terbalik” Dataset ERA5 adalah untuk memahami cara meningkatkan pemodelan permukaan tanah di masa depan:
“Dengan menjelaskan semua faktor yang berkontribusi pada pengukuran ini, Anda dapat memahami prosesnya. Dan jika Anda memahami prosesnya, Anda benar -benar dapat memprediksi apa yang akan terjadi di masa depan jika salah satu faktor ini berubah dengan cara tertentu.”
Dr Cook NASA mengatakan “bukti yang menguatkan” yang disediakan oleh kertas menawarkan “kasus yang sangat kuat bahwa telah terjadi penurunan besar dalam kelembaban tanah dalam beberapa dekade terakhir”.
Namun, ia mengatakan periode referensi yang relatif singkat dari penelitian ini berarti bahwa mengidentifikasi penyebab penurunan kurang jelas:
“Apakah [the decline] permanen atau tidak jauh lebih tidak pasti … pada rentang waktu ini, variabilitas alami internal bisa sangat, sangat kuat. Mengaitkan penurunan ini dengan sesuatu yang spesifik – baik perubahan iklim atau variabilitas internal – jauh lebih sulit. “
Kenaikan permukaan laut
Temuan penting dalam analisis kenaikan permukaan laut penelitian adalah bahwa penyimpanan air terestrial mungkin merupakan pendorong dominan kenaikan permukaan laut di awal abad ke -21.
Secara khusus, kertas ini mencatat bahwa penurunan penyimpanan air terestrial lebih dari 2000-02-ketika kelembaban tanah anjlok-menyebabkan kenaikan permukaan laut rata-rata global hampir 2mm per tahun.
Para peneliti mencatat tingkat kenaikan permukaan laut ini “belum pernah terjadi sebelumnya” dan “secara signifikan lebih tinggi” daripada tingkat kenaikan permukaan laut yang dikaitkan dengan kehilangan massa es Greenland, yang mereka perhatikan sekitar 0,8MM per tahun.
Prof Reed Maxwellseorang profesor di High Meadows Environmental Institute pada Universitas Princetonyang juga tidak terlibat dalam penelitian ini, mengatakan upaya para peneliti untuk membandingkan kelembaban tanah dengan toko -toko air global lainnya adalah “baru” dan “membuka pintu untuk studi masa depan tentang keseimbangan air global yang lebih holistik”.
‘Bencana merayap’
Makalah ini mencatat bahwa permukaan tanah dan model hidrologi membutuhkan “perbaikan substansial” untuk secara akurat mensimulasikan perubahan kelembaban tanah dalam mengubah iklim.
Model saat ini tidak memperhitungkan dampak intensifikasi pertanian, atau yang sedang berlangsung “penghijauan”Daerah semi-kering-yang keduanya“ dapat berkontribusi ”terhadap penurunan lebih lanjut dalam kelembaban tanah, katanya.
Menulis dalam artikel Perspektif yang diterbitkan di Sains, Prof Luis Samaniego dari departemen hidrosistem komputasi di Pusat Penelitian Lingkungan Helmholtz mengatakan bahwa “penting” bahwa model generasi berikutnya menggabungkan pengaruh yang disebabkan oleh manusia seperti pertanian, bendungan besar dan sistem irigasi.
Studi ini berpendapat bahwa “metode inovatif” untuk memperkirakan perubahan dalam kelembaban tanah global yang disajikan dalam penelitian ini memberikan peluang untuk “meningkatkan keadaan pemodelan saat ini pada skala global dan benua”.
Secara lebih luas, kemajuan dalam pemahaman ilmiah tentang perubahan kelembaban tanah dapat membantu meningkatkan kesiapsiagaan dunia untuk kekeringan.
Kekeringan sering digambarkan sebagai “Bencana merayap” – karena pada saat itu diidentifikasi, biasanya sudah berjalan dengan baik.
Penulis kertas Ryu menjelaskan:
“Tidak seperti banjir dan gelombang panas, kekeringan datang sangat lambat – dan telah berkepanjangan dan tertunda konsekuensi. Kami lebih baik dipersiapkan lebih awal daripada nanti, karena begitu kekeringan datang Anda dapat mengharapkan periode konsekuensi yang lama.”
Dr Shou WangAssociate Professor di Laboratorium Ekstrem Hidroklimasi dan Universitas Politeknik Hong Kongyang tidak terlibat dalam penelitian ini, mengatakan temuan penelitian ini “penting” untuk memajukan pemahaman tentang “pendorong potensial dan dinamika” dari “ekstrem hidrologi yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam iklim pemanasan”. Dia memberi tahu Carbon Brief:
“Ini adalah pekerjaan terobosan yang mengungkap pendorong perubahan rezim hidrologi, yang mengarah ke ekstrem hidrologi yang belum pernah terjadi sebelumnya seperti senyawa dan peristiwa darah kekeringan berturut-turut.”
Kisah ini diterbitkan dengan izin dari Brief karbon.
