Ученые составили карту питающих целый континент воздушных рек, которых не видно

Фото из открытых источников

Невидимые реки бурлят в небе, питая мир «невидимым, но жизненно важным» источником атмосферной влаги, которая выпадает в виде дождя. Воздушные реки, также известные как небесные реки или летающие реки, оказывают гораздо большее гидрологическое влияние, чем их меньшие по размеру, но потенциально более известные собратья — атмосферные реки, которые носят эпизодический и кратковременный характер.

В противоположность этому, воздушные реки представляют собой устойчивые слияния путей переноса влаги в атмосфере, отражающие совокупное воздействие ветра, от морского бриза до низкоуровневых струйных течений, и упомянутых выше атмосферных рек.

Они поддерживают экосистемы в климатологических масштабах времени и распространяются по всему миру. Например, предыдущие исследования проследили пути поступления влаги в Пакистан и обнаружили, что они простираются от Скандинавии до Мадагаскара.

Составление карт, а затем и управление этими системами воздушного орошения становится все более важным для обеспечения устойчивого водоснабжения в мире, испытывающем на себе последствия изменения климата, выражающиеся в потеплении и засухе.

Таким образом, в новом масштабном исследовании ученые использовали математическое моделирование и данные наблюдений за климатом для анализа воздушных речных систем, питающих Южную Америку. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.

Исследователи определили критически важные расположенные с подветренной стороны континента бассейны, или основные источники влаги, питающие воздушные реки водой, которая просачивается в моря, испаряется из почвы и транспирирует из растительности в виде «растительного пота».

Они также определили так называемые поворотные точки, за которыми интенсивность поступления влаги из воздуха с наветренной стороны в конкретный регион резко снижается.

Наконец, они классифицировали и нанесли на карту типы воздушных рек, протекающих над южноамериканским континентом, проследив в совокупности дальность их течения, скорость потока и объем выпадающих осадков.

Эти типы водосборных бассейнов способствуют формированию разнообразных региональных условий.

Группа G1 включает в себя истоки рек, или регионы, где реки, обогащенные океанической влагой, впадают в Южную Америку, начиная континентальный перенос влаги. Они представляют собой основные точки входа влаги, но не ограничиваются исключительно прибрежными регионами.

Регионы G2 представляют собой зоны речного стока, где может увеличиваться атмосферный сток, а водяной пар может теряться по мере продвижения вглубь материка.

G3 соответствует речным стокам, где скорость течения рек резко снижается. Содержание влаги значительно уменьшается, поэтому эти регионы зависят от континентального испарения для выпадения осадков. Они могут получить значительную выгоду от рационального управления водными ресурсами, поскольку некоторые из них могут располагаться выше по течению крупных речных бассейнов.

Зона G4, которую можно сравнить с атмосферными равнинами, может располагаться дальше всего по направлению ветра. В отличие от поверхностных речных равнин, воздушные реки в этих регионах получают наименьшее количество влаги, поэтому в них, как правило, располагаются города, испытывающие нехватку воды.

Таким образом, определение мест с наибольшим количеством или потребностью в воде теоретически может служить основой для всей континентальной (или, предположительно, планетарной) системы управления водными ресурсами.

Однако отслеживание и управление воздушными реками затруднено из-за их динамичной и непредсказуемой природы: как отмечают исследователи, изменение направления ветра может в течение одного дня изменить направление потока влаги в прибрежные города.

Кроме того, многие наземные факторы могут влиять на процессы пополнения и сброса воды, которые регулируют состояние рек, протекающих по суше.

Независимо от направления течения воздушных рек, некоторые стратегии сохранения природы несомненны.

Сохранение и восстановление лесов являются ключевыми целями управления, особенно в наветренных бассейнах, для повышения влажности рек, протекающих по воздуху, что, как ожидается, принесет обильные дожди на относительно засушливые земли.

«Например, исследования показывают, что вырубка лесов в районах перуанского Укаяли, расположенных с наветренной стороны, может привести к сокращению годового количества осадков на 5–13 процентов и уменьшению годового стока в регионе на 19–50 процентов за счет стока с воздушных рек», — пишут исследователи .

Данная работа также предлагает систематическую математическую основу для анализа воздействия воздушных рек и их основных источников, расположенных выше по ветру, в глобальном масштабе, подчеркивая необходимость в конкретных критериях, а не в универсальном подходе.

Но, как и во всех усилиях по спасению Земли, окончательная водная безопасность зависит от сотрудничества, поскольку «эти бассейны часто выходят за административные и топографические границы», — объясняют исследователи. «Для эффективного управления ими необходимо институциональное сотрудничество между организациями, ответственными за региональное управление».

В целом, количественная оценка и отслеживание влажности в масштабах континентов представляют собой потенциально бесценный инструмент для формирования стратегий управления водными ресурсами во всем мире в условиях неопределенного будущего, с конечной целью предотвращения «глобального водного банкротства».

«Это подчеркивает важность включения рек, протекающих по воздуху, в системы управления водными ресурсами», — заключают исследователи.