De Kracht van Eenvoud: Begrijpen van Bodemvochtigheid

Nieuw onderzoek suggereert dat de rol van bodemvocht bij het reguleren van temperatuur en vochtigheid eenvoudiger kan zijn dan we dachten.

Bodemvocht is een belangrijke regulator van temperatuur en vochtigheid, en staat op het punt aanzienlijk te worden beïnvloed door klimaatverandering. Ondanks het belang van bodemvocht, omvatten pogingen om het te modelleren tientallen slecht gedefinieerde parameters, en verschillende modellen zijn het vaak oneens over hoe de niveaus van bodemvocht zullen veranderen in een opwarmende wereld.

Tara Gallagher en Kaighin A. McColl hebben een “radicaal eenvoudigere” benadering gekozen en hebben bodemvocht uitsluitend gemodelleerd op basis van neerslag en netto oppervlakte-straling. Hun studie is gepubliceerd in Geophysical Research Letters. Het model functioneerde goed toen het werd getest met zowel de atmosferische heranalyse van het vijfde generatie Europese Centrum voor Middellange Termijn Weersvoorspellingen (ERA5) als de datasets van het Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6).

De onderzoekers zijn verrast, omdat het eenvoudige model metingen uitsluit waarop veel recente literatuur zich heeft gericht: de dampdruktekort (het verschil tussen de hoeveelheid vocht die de lucht kan vasthouden en de hoeveelheid die het daadwerkelijk vasthoudt) en de niveaus van kooldioxide (CO2) in de atmosfeer. Beide worden verwacht te stijgen samen met de uitstoot van broeikasgassen.

De onderzoekers suggereren dat hun model nog steeds goed functioneert omdat dampdruktekort een slechte maat is voor de atmosferische vraag naar water; netto oppervlakte-straling, die in het model is opgenomen, is een betere maat. Wat betreft CO2 zeggen de onderzoekers dat sommige eerdere studies de rol van het gas hebben overschat.

Het eenvoudige model biedt mogelijke antwoorden op twee fundamentele vragen over bodemvocht: (1) Waarom volgt bodemvocht een W-vormig longitudinaal profiel, met hoge vochtigheid rond de evenaar en de polen en lage vochtigheid daar tussenin, en (2) waarom neemt bodemvocht in sommige gebieden toe bij hogere temperaturen maar af in andere?

Het W-vormige profiel kan worden veroorzaakt door een combinatie van neerslag en stralingsintensiteit. Hoge neerslag nabij de evenaar domineert het model en zorgt voor hoge bodemvochtigheid. De gematigde breedten en de polen zien beide gematigde neerslagniveaus. Maar de gematigde breedten ontvangen intensere straling dan de polen, wat leidt tot relatief drogere bodems in de gematigde breedten.

Wat betreft de tweede vraag suggereren de onderzoekers dat opwarming verschillende effecten op bodemvocht kan hebben, omdat opwarming zowel kan leiden tot verhoogde neerslag, wat de bodemvochtigheid verhoogt, als tot verhoogde netto oppervlakte-straling, wat de bodemvochtigheid verlaagt. Deze twee variabelen balanceren elkaar in verschillende mate op verschillende locaties, wat betekent dat opwarming soms de bodemvochtigheid verhoogt en soms verlaagt.