新しい研究では、アマゾン南部の熱帯雨林が植物の葉からの水蒸気を使用して独自の雨季を引き起こすという最初の観察的証拠を提供します。この新しい研究は、この地域の森林破壊が降雨量の減少と関連している理由を説明するのに役立ちます。
この研究では、からの水蒸気データを分析しましたNASAオーラ衛星上の対流圏排出分光計（TES）、他の衛星測定値とともに、乾季の終わりに、南アマゾン上に構築される雲が森林自体から上昇する水から形成されることを示します。この研究は、国立科学アカデミー（PNA）の雑誌Proceedingsに掲載されます。
雨季が赤道の南のアマゾンで始まるときになぜ始まるのかは謎でした。ほとんどの熱帯地域では、2つの要因が雨季のタイミングを制御します。モンスーン風（卓越した風の方向の季節の変化）と、季節と南の南に移動する赤道周辺の収束貿易風のベルトである熱帯間収束ゾーン（ITCZ）です。南アマゾンはこれらの両方を経験しています。しかし、それらは12月または1月まで発生しませんが、雨季は現在10月中旬に始まります。2か月または3か月前です。では、何が降雨量の増加を引き起こしたのでしょうか？
科学者のロンフーUCLA、新しい研究努力のリーダーである2004年に論文を発表し、葉からの水の蒸発の増加 - 蒸散として知られるプロセスが原因である可能性があることを示唆しています。 「私たちには難しい証拠はありませんでした」と彼女は言いました。 「衛星の測定により、乾季の終わりに植生が緑になったことが示されたため、水分は植生から来たと推測しました。」
緑の植物は、植物の成長と蒸散の増加の指標である可能性がありますが、決定的な植物ではありません。また、色の測定では、植物から大気へとどれだけの水蒸気が移動しているか、雲や雨を降らせるために大気の中で十分に上昇しているかどうかを示すことはできません。それで、今まで憶測はまさにそれのままでした。
カリフォルニア州パサデナにあるNASAのジェット推進研究所のジョン・ワーデンは、FUを可能にしたTESのデータ分析手法を開発し、第一著者のジョナソン・ライト（Tsinghua University、北京）および同僚を研究し、水分源を特定しました。この技術は、水素とその重い同位体重水素を区別し、酸素と組み合わせて重水を作ります。軽い同位体は、より重い同位体よりも簡単に蒸発します。つまり、大気に蒸発した水蒸気は、液体水よりも重水素が少ないことを意味します。たとえば、海から蒸発した水蒸気は、まだ海にある水よりも重水素が少ない。
一方、植物に蒸散している水は、まだ地面にある水と同じ量の重水素を持っています。植物は、水にどちらの同位体が含まれていても、ストローのように地面から水を吸い出します。つまり、植物から蒸散した水蒸気は、海から蒸発する水蒸気よりも重水素を持っています。
この違いは、科学者が雨の季節の謎を解き放つことができる鍵です。 2つの同位体には、TES機器によって空間から測定できる異なるスペクトル「シグネチャ」があります。測定では、乾燥季節から雨季への移行中に、透明水は大気、特に中部対流圏の重要な水分源になることが示されました。
「私たちが示したのは、乾季には、植生からの水が雨に変わる可能性のある中央の対流圏に汲み上げられることです」と、新しい論文の共著者であるWorden氏は言いました。
発見は別の疑問を提起します：雨が増える前に乾季に植物が成長し始め、より多くの植物が成長し始め、より多くの植物が成長し始めますか？それはまだ研究の主題であるとFuは言った。 「これは、森林が成長を最適化する方法かもしれません。乾季の後半では、植物は依然として日光を浴びており、雨の季節性に適応しているため、今後の雨季を予測できました。」
しかし、その季節性はここ数十年で変化しています。アマゾン南部の雨季は、1970年代よりもほぼ1か月遅れて始まります。アマゾンの乾季が5〜7か月以上長くなった場合、森林は毎年木を生かし続けるのに十分な雨を受け取り、森林から草が茂った平原に移行するという証拠があります。アマゾン南部の大部分にわたって、乾季は、この移行のしきい値よりも平均で数週間しか短くなっています。すでに森に不可逆的な損害がありました。主要なアマゾンの森林生態系の損失は、ブラジルの干ばつを増やし、テキサス州まで遠く離れた降雨パターンを破壊する可能性があります。
雨季の発症が遅れた理由は完全には理解されていませんが、新しい研究では、森林破壊が役割を果たしているという考えに証拠が追加されています。水分を生成するために利用できる木を減らすと、森林の雲の構築能力が自然に減少します。森林伐採が蒸散の増加を遅くした場合、雨季を引き起こすことができなくなったため、ITCZが年末に到着するまで雨が降ることはありませんでした。
この発見は、熱帯雨林の生態系が気候とどれほど密接に関連しているかを強調している、とFuは述べた。 「アマゾン南部の熱帯雨林の運命は乾季の長さに依存しますが、乾季の長さは熱帯雨林にも依存します。」
PNASペーパーのタイトルは、「サザンアマゾンの熱帯雨林が開始した雨季発症」です。ライトは最初の著者です。 FuとWordenのほかに、追加の共著者はカリフォルニア州マウンテンビューのGoogle Inc.出身です。ダイナミック気象研究所（LMD）、パリ、フランス。テキサス大学オースティン校。
参照：「南アマゾンの熱帯雨林が開始した雨季発症」、ジョナソン・S・ライト、ロン・フー、ジョン・R・ワーデン、スディップ・チャクラボルティ、ニコラス・E・クリントン、カミーユ・リシ、イーイン・サン、レイ・イン、2017年7月20日、pnas。
doi：10.1073/pnas.1621516114
ブレークスルーを見逃さないでください：