是什么让下雨?许多人开玩笑说,洗车或忘记带伞就能下雨,但事实上,这些都是多年来一直流传的制造雨水的神话。
在19世纪,“雨后耕”的神话被用来证明大平原的建立是合理的。据说,半干旱到干旱的土地的种植通过湿润土壤和湿润大气来增加降雨。随后的研究揭穿了这个神话,尽管模型表示和实际观测之间仍然存在巨大的差异。
除了“降雨追随犁耕”的神话之外,许多科学论文发表的结果也相互矛盾:不同论文中的湿土会增加、减少或不改变降水。我们的目标是解决这场争议。
Welty和Zeng基于美国能源部在俄克拉荷马州北部和堪萨斯州南部的南方大平原大气观测站收集的开源数据进行研究。利用2002年6月至2011年9月温暖季节收集的数据,他们研究了大平原南部早晨土壤湿度与下午降雨量的关系。
曾说,创造雨水需要三种成分,其中之一是来自大气湿度、植物、水体或土壤的水分。同样需要的是空气从地球表面向上运动到上层大气中较冷的部分,这是干燥的土壤最擅长促进的,也是水汽的来源。
Welty和Zeng发现,在温暖的季节里,早上的土壤水分会影响下午大平原南部地区的雨水积累,而且这种影响会因大气条件的不同而不同。当风给该地区带来有限的水分时,干燥的土壤会增加下午的降雨。但当风给该地区带来更大的水分时,湿润的土壤会增加下午的降雨。
“增加午后雨水的干燥土壤就像传送带一样,将暖空气输送到高层大气中,”曾说。“把向上的运动与水分和水汽相结合,结果就是下午的雨。”
相反,当大气条件将湿气带到该地区时,它就充当了水汽的来源,当空气向上运动时,水汽就会产生雨水。
他们的发现表明,陆地表面的变化对气候和人类活动的反应可能是显著的。
曾的研究领域包括气候建模、陆-气-海界面过程和水文气象学。他指出,在研究过程中形成的思路可以进一步用于“基于NASA卫星测量和气候模型的全球分析”。
Welty补充说:“虽然目前的重点是土壤水分对南方大平原降雨的影响,但全球分析仍有令人兴奋的潜力。”“通过计算风每天带来的水汽量,我们可以更深入地了解土壤水分对其他地区下午降雨的影响。”
这项研究的结果也对水资源管理产生了影响,因为在美国中西部许多地区,水资源的可用性日益受到关注。虽然洗车可能不会帮助下雨,但在合适的条件下培育土壤和改变土壤湿度却可以。
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