Το κλειδί για την κατανόηση της υγρασίας του εδάφους
Αλλουβιακά εδάφη στον Κάμπο της Κω, σε φωτογραφία της Ιταλικής Γεωγραφικής Υπηρεσίας, δεκαετία ΄30.
Η υγρασία του εδάφους είναι μια από τις σημαντικές και άγνωστες παραμέτρους του υδρολογικού κύκλου που επηρεάζει τις καιρικές συνθήκες, την ανάπτυξη των φυτών, την αποθήκευση υπόγειων υδάτων κ.λπ. επομένως, παίζει ρόλο εκτός από το παγκόσμιο στο τοπικό κλίμα της Κω.
Ο ρυθμός με τον οποίο ένα έδαφος μπορεί να απορροφήσει νερό εξαρτάται από τον τύπο εδάφους και τις άλλες συνθήκες του.Τα χαλαρά εδάφη της Κω είναι γνωστά για την υγρασία τους και για τον σημαντικό ρόλο τους στον υδρολογικό κύκλο.
Γνωρίζουμε λίγα για αυτή την σημαντική παράμετρο στα εδάφη της Κω. Τώρα μία νέα μελέτη μας δίνει νέες πληροφορίες και μας δείχνει ότι η απλότητα μπορεί να είναι το κλειδί για την κατανόηση της υγρασίας του εδάφους.
Η θέρμανση άλλοτε αυξάνει την υγρασία του εδάφους και άλλοτε τη μειώνει
Σε γενικές γραμμές η υγρασία εδάφους είναι η ποσότητα του νερού που βρίσκεται αποθηκευμένη στους πόρους του χώματος ανάμεσα στα σωματίδια του. Μπορεί να εκφραστεί σε όγκο ή βάρος. Η μέτρηση της υγρασίας του εδάφους μπορεί να βασίζεται σε επιτόπιους ανιχνευτές.
Η υγρασία του εδάφους είναι ένας βασικός ρυθμιστής της θερμοκρασίας και της υγρασίας, που επηρεάζεται σημαντικά από την κλιματική αλλαγή. Αλλά παρά τη σημασία της υγρασίας του εδάφους, οι προσπάθειες μοντελοποίησής της περιλαμβάνουν δεκάδες παραμέτρους με περιορισμούς και διαφορετικά μοντέλα τείνουν να διαφωνούν σχετικά με το πώς θα αλλάξουν τα επίπεδα υγρασίας του εδάφους σε έναν κόσμο που θερμαίνεται.
Οι Gallagher και McColl υιοθέτησαν μια «ριζικά απλούστερη» προσέγγιση και μοντελοποίησαν την υγρασία του εδάφους αποκλειστικά με βάση τις βροχοπτώσεις και την καθαρή επιφανειακή ακτινοβολία. Το μοντέλο λειτούργησε καλά όταν δοκιμάστηκε χρησιμοποιώντας τόσο την ατμοσφαιρική επαναανάλυση (ERA5) πέμπτης γενιάς του Ευρωπαϊκού Κέντρου Μεσοπρόθεσμων Μετεωρολογικών Προγνώσεων (ECMIP6) όσο και τα σύνολα δεδομένων για το κλίμα του Συνδεδεμένου Μοντέλου Φάσης 6 του Έργου Σύγκρισης Μοντέλων (CMIP6).
Αυτό είναι εκπληκτικό, λένε οι ερευνητές, επειδή το απλό μοντέλο αποκλείει μετρήσεις στις οποίες έχει επικεντρωθεί μεγάλο μέρος της πρόσφατης βιβλιογραφίας: το έλλειμμα τάσης ατμών (η διαφορά μεταξύ της ποσότητας υγρασίας που έχει την ικανότητα να συγκρατεί ο αέρας και της ποσότητας που πραγματικά συγκρατεί) και τα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα (CO2) στην ατμόσφαιρα.
Και τα δύο αναμένεται να αυξηθούν παράλληλα με τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι το μοντέλο τους εξακολουθεί να λειτουργεί καλά επειδή το έλλειμμα τάσης ατμών είναι ένα κακό μέτρο της ατμοσφαιρικής ζήτησης για νερό.
Η καθαρή επιφανειακή ακτινοβολία, η οποία περιλαμβάνεται στο μοντέλο, είναι ένα καλύτερο μέτρο. Όσον αφορά το CO2, οι ερευνητές λένε ότι ορισμένες προηγούμενες μελέτες έχουν υπερεκτιμήσει τον ρόλο του αερίου. Το απλό μοντέλο προσφέρει πιθανές απαντήσεις σε δύο θεμελιώδη ερωτήματα σχετικά με την υγρασία του εδάφους:
(1) Γιατί η υγρασία του εδάφους ακολουθεί ένα διαμήκες προφίλ σχήματος W, με υψηλή υγρασία στον ισημερινό και τους πόλους και χαμηλή υγρασία ενδιάμεσα, και (2) γιατί η υγρασία του εδάφους αυξάνεται με τις θερμότερες θερμοκρασίες σε ορισμένες τοποθεσίες αλλά μειώνεται σε άλλες;
Το προφίλ σχήματος W μπορεί να προκληθεί από έναν συνδυασμό ρυθμών βροχόπτωσης και έντασης ακτινοβολίας. Οι υψηλές βροχοπτώσεις κοντά στον ισημερινό κυριαρχούν στο μοντέλο και προκαλούν υψηλή υγρασία του εδάφους. Τα μέσα γεωγραφικά πλάτη και οι πόλοι παρουσιάζουν μέτρια επίπεδα βροχόπτωσης. Αλλά τα μέσα γεωγραφικά πλάτη δέχονται πιο έντονη ακτινοβολία από τους πόλους, γεγονός που οδηγεί σε συγκριτικά ξηρότερα εδάφη μεσαίων γεωγραφικών πλάτων.
Όσον αφορά το δεύτερο ερώτημα, οι ερευνητές προτείνουν ότι η θέρμανση μπορεί να έχει ποικίλες επιπτώσεις στην υγρασία του εδάφους, επειδή η θέρμανση μπορεί να συνοδεύεται τόσο από αυξημένη βροχόπτωση, η οποία αυξάνει την υγρασία του εδάφους, όσο και από αυξημένη καθαρή επιφανειακή ακτινοβολία, η οποία μειώνει την υγρασία του εδάφους.
Αυτές οι δύο μεταβλητές εξισορροπούνται σε διαφορετικό βαθμό σε διαφορετικές τοποθεσίες, πράγμα που σημαίνει ότι η θέρμανση άλλοτε αυξάνει την υγρασία του εδάφους και άλλοτε τη μειώνει. (Geophysical Research Letters, https://doi.org/10.1029/2025GL115044, 2025)
Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα eos.org
περισσότερα,
Sidik, S. M. (2025), Simplicity may be the key to understanding soil moisture, Eos, 106, https://doi.org/10.1029/2025EO250197. Published on 23 May 2025.
Geophysical Research Letters
https://eos.org/research-spotlights/simplicity-may-be-the-key-to-understanding-soil-moisture
https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/soil-moisture
