Um Dürren vorherzusagen, schauen Sie nicht in den Himmel. Schauen Sie in den Boden … aus dem Weltraum

In Permakultur World by RalfLeave a Comment

Dieser Artikel wurde von The Conversation unter einer Creative Commons-Lizenz erneut veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.

Siyuan Tian, Australian National University und Albert Van Dijk, Australian National University

Ein weiterer Sommer, eine andere Dürre. Die Wasservorräte in Sydney sind leer und Entsalzungsanlagen werden abgestaubt. Ansonsten sind geschrumpfte Flüsse, Seen und Dämme mit faulenden Fischen angeschwollen. Regierungen, Bewässerungsgeräte und Umweltschützer beschuldigen sich gegenseitig für die Dürre oder die Natur.

Um sicher zu sein, ist Australien groß genug, um einen Teil unseres Landes normalerweise auf Regen zu warten. Was genau ist eine Dürre und woher wissen wir, wenn wir drin sind?

Diese Frage ist wichtig, denn die Erklärung der Dürre hat praktische Auswirkungen. Beispielsweise können Betroffene staatliche Beihilfen oder Versicherungsleistungen erhalten.

Es ist aber auch eine überraschend schwierige Frage. Dürren sind nicht wie andere Naturgefahren. Es handelt sich nicht um ein einziges extremes Wetterereignis, sondern um das anhaltende Fehlen eines ganz normalen Ereignisses: Regen. Darüber hinaus betrifft uns nicht der Mangel an Regen per se. Die Wüste ist ein trockener Ort, aber in Dürre kann sie nicht immer genannt werden.

Was letztendlich zählt, sind die Auswirkungen der Dürre: die Schäden an Kulturpflanzen, Weiden und Umwelt; die unkontrollierbaren Brände, die in ausgetrockneten Wäldern und Wiesen bestehen können; der Mangel an Wasser in Dämmen und Flüssen, der sie vom Funktionieren abhält. Jede dieser Auswirkungen ist von mehr als nur der Regenmenge über eine beliebige Anzahl von Monaten betroffen, was die Definition von Dürre schwierig macht.

Wissenschaftler und Regierungen haben nach Wegen gesucht, um Dürre in einer Weise zu messen, die sich stärker auf ihre Auswirkungen bezieht. Jeder Landwirt oder Gärtner kann Ihnen sagen, dass Sie nicht viel Regen brauchen, aber Sie brauchen ihn zur richtigen Zeit. Hier wird der Boden wirklich wichtig, weil Pflanzen ihr Wasser bekommen.

Zu viel Regen auf einmal, und das meiste davon wird abfließen oder verschwindet tief im Boden. Das bedeutet nicht, dass es verloren geht. Abfluss hilft, unsere Flüsse und Wasserwege zu füllen. Wasser, das tief in den Boden sinkt, kann einigen Pflanzen noch zur Verfügung stehen. Während unser Rasen verdorrt, machen Bäume weiter, als ob nichts falsch wäre. Das liegt daran, dass ihre Wurzeln weiter graben und Bodenfeuchtigkeit erreichen, die tief vergraben ist.

Ein guter Anfang bei der Definition und Messung von Trockenheit wäre, zu wissen, wie viel Bodenfeuchtigkeit die Vegetation noch aus dem Boden bekommen kann. Dies ist eine sehr schwierige Angelegenheit, da jedes Getreide, Gras und Baum ein anderes Wurzelsystem hat und in einem anderen Bodentyp wächst und die Verteilung der Feuchtigkeit unter der Oberfläche nicht einfach vorherzusagen ist. Viele Landwirte in Trocken- und Bewässerungsanlagen messen Bodensensoren, um zu messen, wie gut ihre Ernte abschneidet. Dies sagt uns jedoch nicht viel über den Rest der Landschaft, über die Entflammbarkeit von Wäldern oder über den Zustand von Weiden.

Da sie nicht wissen, wie sich die Dürre entwickelt, stehen Graziers vor einer schwierigen Entscheidung: Sie verkaufen Vieh oder kaufen Futtermittel?
Shutterstock

Böden und Satelliten

Es stellt sich heraus, dass Sie sich weiter entfernen müssen, um diesem Problem näher zu kommen – genauer gesagt in den Weltraum. In unserer neuen, in Nature Communications veröffentlichten Studie zeigen wir, wie viel Satelliteninstrumente über Dürre aussagen können.

Die Satelliteninstrumente haben prosaische Namen wie SMOS und GRACE, aber die Art, wie sie Wasser messen, ist irrsinnig. Der SMOS-Satellit entrollte beispielsweise eine riesige Funkantenne im Weltraum, um sehr spezifische vom Boden abgestrahlte Funkwellen zu messen, und Wissenschaftler können daraus bestimmen, wie viel Feuchtigkeit im Oberboden vorhanden ist.

Umso erstaunlicher war es, dass GRACE (jetzt ersetzt durch GRACE Follow-On) ein Paar lasergesteuerter Satelliten war, die in einer kontinuierlichen Verfolgungsjagd um die Erde jagten. Indem sie den Abstand mit kaum vorstellbarer Genauigkeit messen, könnten sie winzige Änderungen im Gravitationsfeld der Erde messen, die durch lokale Zunahmen oder Abnahmen der Wassermenge unter der Oberfläche verursacht werden.

Durch die Kombination dieser Daten mit einem Computermodell, das den Wasserkreislauf und das Pflanzenwachstum simuliert, haben wir ein detailliertes Bild der Wasserverteilung unter der Oberfläche erstellt.

Dies ist ein hervorragendes Beispiel dafür, dass die Weltraumforschung nicht nur Galaxien und Astronauten betrifft, sondern echte Einblicke und Lösungen bietet, wenn man auf die Erde schaut. Es zeigt auch, warum eine starke australische Weltraumorganisation so wichtig ist.

Um noch einen Schritt weiter zu gehen, stellten wir fest, dass die Satellitenmessungen sogar vorhersagen ließen, wie lange die Vegetation in einer bestimmten Region weiter wachsen kann, bevor die Böden trocken werden. Auf diese Weise können wir die Auswirkungen der Dürre vorhersagen, manchmal mehr als vier Monate im Voraus.

Karte, die zeigt, wie viele Monate im Voraus die Auswirkungen der Dürre mit guter Genauigkeit vorhergesagt werden können.
Autor zur Verfügung gestellt

Dies bietet uns eine neue Sichtweise auf die Vorhersage der Dürre. Wir haben traditionell zum Himmel geschaut, um Dürren vorherzusagen, aber das Wetter hat eine kurze Erinnerung. Dank des Einflusses der Meeresströmungen kann uns das Bureau of Meteorology in den kommenden Monaten manchmal bessere Chancen bieten (zum Beispiel sehen die nächsten drei Monate nicht vielversprechend aus), aber diese Vorhersagen sind oft sehr unsicher.

Unsere Ergebnisse zeigen, dass es mindestens genauso wichtig ist, zu wissen, wie viel Wasser noch übrig ist, als zu schätzen, wie viel Regen unterwegs ist. Durch die Kombination der beiden Informationsquellen sollten wir unsere Vorhersagen noch weiter verbessern können.

Viele praktische Entscheidungen hängen von einer genauen Beurteilung des Dürrerisikos ab. Wie viele Feuerwehrleute sollten auf Abruf sein? Soll ich auf dieser Koppel eine Ernte aussäen? Sollten wir uns auf Wassereinschränkungen vorbereiten? Sollten wir für Dürrehilfe budgetieren? In den kommenden Jahren werden Satelliten, die die Erde im Auge behalten, uns helfen, diese Entscheidungen mit größerer Zuversicht zu treffen.Die Unterhaltung

Siyuan Tian, ​​Postdoktorand, Australian National University und Albert Van Dijk, Professor für Wasser- und Landschaftsdynamik, Fenner School of Environment & Society, Australian National University

Ausgewähltes Foto Mit freundlicher Genehmigung von Kim Carpenter


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