Los científicos han pensado que el calentamiento global aumentará la disponibilidad de agua superficial (recursos de agua dulce generados por las precipitaciones menos la evapotranspiración) en las regiones húmedas. y disminuir la disponibilidad de agua en las regiones secas. Esta expectativa se basa principalmente en procesos termodinámicos atmosféricos. A medida que aumenta la temperatura del aire, más agua se evapora en el aire desde el océano y la tierra. Debido a que el aire más cálido puede contener más vapor de agua que el aire seco, Se espera que una atmósfera más húmeda amplifique el patrón existente de disponibilidad de agua. causando la "sequedad-se-seca, y las respuestas atmosféricas "mojarse se mojan" al calentamiento global.

Un equipo de ingeniería de Columbia dirigido por Pierre Gentine, Maurice Ewing y J. Lamar Worzel profesor de ingeniería ambiental y de la tierra y afiliado al Earth Institute, se preguntó por qué las predicciones de modelos climáticos acoplados no proyectan respuestas significativas de "sequedad, sequedad" sobre las tierras secas, zonas tropicales y templadas con un índice de aridez inferior a 0,65, incluso cuando los investigadores utilizan el escenario de calentamiento global de altas emisiones. Sha Zhou, becario postdoctoral en el Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty y el Instituto de la Tierra que estudia las interacciones tierra-atmósfera y el ciclo global del agua, pensó que la retroalimentación de la humedad del suelo y la atmósfera podría desempeñar un papel importante en las predicciones futuras de la disponibilidad de agua en las tierras secas.

El nuevo estudio, publicado hoy por Naturaleza Cambio Climático , es el primero en mostrar la importancia de los cambios de humedad del suelo a largo plazo y las reacciones asociadas entre la humedad del suelo y la atmósfera en estas predicciones. Los investigadores identificaron una regulación de la humedad del suelo a largo plazo de la circulación atmosférica y el transporte de humedad que mejora en gran medida la posible disminución de la disponibilidad futura de agua en las tierras secas. más allá de lo esperado en ausencia de retroalimentación de humedad del suelo.

"Estas retroalimentaciones juegan un papel más importante de lo que se cree en los cambios de agua superficial a largo plazo, ", dice Zhou." Dado que las variaciones de humedad del suelo afectan negativamente la disponibilidad de agua, Esta retroalimentación negativa también podría reducir parcialmente los aumentos provocados por el calentamiento en las magnitudes y frecuencias de los eventos hidroclimáticos extremadamente altos y extremadamente bajos. como sequías e inundaciones. Sin la retroalimentación negativa, podemos experimentar sequías e inundaciones más frecuentes y extremas ".

El equipo combinó un Experimento idealizado de acoplamiento tierra-atmósfera multimodelo con un enfoque estadístico novedoso que desarrollaron para el estudio. Luego aplicaron el algoritmo en las observaciones para examinar el papel crítico de la retroalimentación de la humedad del suelo y la atmósfera en los cambios futuros de disponibilidad de agua en las tierras secas. e investigar los mecanismos termodinámicos y dinámicos que sustentan los cambios futuros en la disponibilidad de agua debido a estas retroalimentaciones.

Ellos encontraron, en respuesta al calentamiento global, fuertes disminuciones en la disponibilidad de agua superficial (precipitación menos evaporación, P-E) en regiones secas sobre océanos, pero solo una ligera disminución de la P-E en las tierras secas. Zhou sospechaba que este fenómeno está asociado con procesos tierra-atmósfera. "Sobre las tierras secas, Se prevé que la humedad del suelo disminuya sustancialmente con el cambio climático. ", explica." Los cambios en la humedad del suelo afectarían aún más los procesos atmosféricos y el ciclo del agua ".

Se espera que el calentamiento global reduzca la disponibilidad de agua y, por lo tanto, la humedad del suelo en las tierras secas. Pero este nuevo estudio encontró que el secado de la humedad del suelo en realidad retroalimenta negativamente la disponibilidad de agua:la disminución de la humedad del suelo reduce la evapotranspiración y el enfriamiento por evaporación. y mejora el calentamiento de la superficie en las tierras secas en relación con las regiones húmedas y el océano. El contraste entre el calentamiento terrestre y el océano refuerza las diferencias de presión atmosférica entre el océano y la tierra, impulsando un mayor transporte de viento y vapor de agua desde el océano a la tierra.

"Nuestro trabajo encuentra que las predicciones de la humedad del suelo y las reacciones atmosféricas asociadas son muy variables y dependen del modelo, ", dice Gentine." Este estudio subraya la necesidad urgente de mejorar las predicciones de la humedad del suelo en el futuro y representar con precisión la retroalimentación de la humedad del suelo y la atmósfera en los modelos, que son fundamentales para proporcionar predicciones fiables de la disponibilidad de agua en las tierras secas para una mejor gestión de los recursos hídricos ".