Происхождение осадков – ключ к разгадке рисков засухи для фермеров
Революционное новое исследование раскрывает скрытый фактор, определяющий уязвимость мировых посевов: источник самого дождя. Опубликованное в Nature Sustainability, это исследование Калифорнийского университета в Сан-Диего бросает вызов традиционным прогнозам засухи, подчеркивая, что столь же важно не только сколько осадков выпадает, но и откуда они берутся.
Традиционно риск засухи оценивался главным образом на основе уровня осадков. Однако данное новое исследование глубже исследует атмосферный водный цикл, прослеживая дождевые осадки до источника – будь то испарение из обширных океанов или местные поверхности земли, такие как почва, озера и леса. Как утверждают учёные, эта разница значительно влияет на подверженность региона засухе и продуктивность сельского хозяйства.
Причина кроется в разных способах поведения осадков, происходящих из океана по сравнению с землей. Влага, поступающая из океана, путешествует на большие расстояния через континенты, часто переносимая мощными системами погоды, такими как тропосферные реки, муссоны и тропические штормы. Эти системы в целом приводят к более интенсивным дождливым осадкам. В отличие от этого, так называемые «перециркулирующие осадки» – влага, испаряющаяся местно с почвы и растительности – подпитывают более локальные шторма.
«Наше исследование коренным образом меняет наше представление о риске засухи», – объясняет Ян Цзян, руководитель исследования и постдокторант в UC San Diego. «Речь не просто идёт об общем объёме осадков; важнее то, откуда берётся этот дождь». Цзян подчеркивает, что это новое понимание позволяет политикам и фермерам предсказывать и смягчать стресс от засухи до того, как он станет острой проблемой.
Прогнозирование риска засухи с помощью спутниковых данных:
Используя почти два десятилетия спутниковых данных, Цзян и соавтор Дженнифер Бёрни из Стэнфордского университета мелко изучили глобальное распределение осадков, происходящих от наземных источников. Их выводы показали явную границу: когда более чем треть осадков в регионе исходит от испарения почвы, пахотные земли становятся значительно более уязвимыми для засухи, истощения влаги в почве и снижения урожайности. Эта повышенная уязвимость связана с нестабильностью осадков от наземных источников – меньшими, менее предсказуемыми дождями, которые часто не дают достаточного количества воды в критические фазы роста для сельскохозяйственных культур.
Два глобальных очага, сталкивающихся с уникальными проблемами:
Исследование выделяет два региона особой озабоченности: Центрально-Западный регион США и тропическая восточная Африка. Оба района в высокой степени зависят от влаги, поступающей с земли, что делает их особенно уязвимыми к усилению засухи.
-
Центрально-Западный регион США: Когда-то считавшийся образцом сельскохозяйственной продуктивности, Центральный Запад США в последние годы столкнулся с возрастающей частотой и интенсивностью засух. Эта тревожная тенденция, по словам Цзяна, частично объясняется его сильной зависимостью от перециркулирующих осадков. Когда почва высыхает из-за засухи, это уменьшает испарение, что в свою очередь приводит к снижению будущих осадков – самоподдерживающийся цикл, который усиливает проблему. Последствия носят общемировой характер, учитывая тот факт, что Центральный Запад является основным поставщиком зерна на мировые рынки. Фермерам этого региона могут понадобиться приоритетные меры, такие как улучшение управления влагой почвы, эффективная система орошения и стратегическое планирование посева, чтобы противостоять стрессам от засухи.
-
Восточная Африка: Эта область сталкивается с более хрупкой ситуацией, где быстрое расширение сельскохозяйственных земель непосредственно угрожает самому источнику её осадков – окружающим тропическим лесам. «Это опасная дилемма», – отмечает Цзян. «Фермеры расчищают леса для сельского хозяйства, но эти леса необходимы для того, чтобы генерировать дожди, на которые зависят их посевы». Если обезлесение не будет остановлено, местная продовольственная безопасность будет серьезно под угрозой.
Тем не менее Цзян остается оптимистом. Он подчеркивает, что Восточная Африка находится на критическом перекрестке, где принятие активных мер всё ещё может предотвратить катастрофу. Первоочередность должна быть отдана устойчивым методам землепользования – таким как сохранение существующих лесов и восстановление деградировавших растительных сообществ – чтобы защищать жизненно важные источники осадков и обеспечить долгосрочную стабильность сельского хозяйства.
Леса: незаметные герои дождей:
Это исследование подчеркивает решающую роль лесов не только в биоразнообразии, но и в поддержании сельского хозяйства. Леса действуют как естественные «дожди», благодаря обширному испарению и транспирации (выделение водяного пара растениями), эффективно сея облака, которые приносят дождь на близлежащие пахотные земли. Защита этих экосистем жизненно важна для обеспечения продолжительной продуктивности сельскохозяйственных земель.
Новая концепция устойчивости к засухе:
Находки Цзяна предоставляют передовую концепцию, связывающую землепользование, закономерности осадков и планирование сельскохозяйственных культур. Это понимание имеет потенциал революционизировать стратегии устойчивости к засухе по всему миру. Используя новую разработанную методом картографирования на основе спутниковых данных, правительства и фермеры могут определить районы, нуждающиеся в инвестициях в инфраструктуру орошения, хранение воды в почве и сохранение лесов – все это ключевые шаги для обеспечения надёжного источника дождевых осадков для сельского хозяйства.
Это исследование позволяет перейти от упрощенных представлений о риске засухи к более нюансированному и взаимосвязанному подходу к обеспечению глобальной продовольственной безопасности.
