Учените отдавна използват изотопи във водните молекули, за да изследват откъде идва атмосферната влага, но проследяването на нейното движение в глобалния воден цикъл остава сложно. Сега изследователите усъвършенстват този подход, като декодират изотопните сигнатури, заложени във водата, което им позволява да проследяват транспорта на влагата с много по-голяма прецизност.

Ново проучване показва как екип от Токийския университет е използвал тези изотопни маркери, за да картографира по-точно глобалния воден цикъл. Чрез анализ на деутерий и кислород-18 – по-тежки изотопи, естествено присъстващи във водата – изследователите могат да възстановят атмосферната история на валежите и парите.

Отговорът се крие в процес, наречен изотопно фракциониране. Тъй като молекулите на тежката вода се изпаряват по-бавно и кондензират по-бързо от леките, съотношението на тези изотопи се променя, докато водата се движи през атмосферата. Това създава уникален отпечатък, който показва къде е започнала бурята и климатичните модели, през които е преминала.

„Промените в изотопите на водата отразяват промените в транспорта на влага, конвергенцията и широкомащабната атмосферна циркулация“, казва Кей Йошимура, старши автор на проучването.

Въпреки че учените използват модели, базирани на изотопи, от години, индивидуалните симулации често се затрудняват да уловят хаотичната природа на атмосферата. За да реши този проблем, екипът създаде първата в света „ансамблова“ рамка.

Чрез комбинирането на осем усъвършенствани климатични модела и използването на данни от 45 години, от 1979 до 2023 г., екипът успя да елиминира грешките от отделните модели. Този подход позволява на учените да отделят „шума“ от структурите на моделите от действителната физика на водния цикъл.

„Радваме се, че нашите средни стойности от ансамбъла улавят изотопните модели, наблюдавани в глобалните валежи, пара и сняг, много по-успешно от всеки отделен модел“, обяснява Йошимура.

Резултатите от проучването предоставят много необходим GPS тракер за глобалната наличност на вода. През последните 30 години симулациите показват ясно увеличение на водната пара в атмосферата, което е пряко свързано с повишаването на глобалните температури.

Резултатите разкриват и силна връзка с основните климатични модели, включително Ел Ниньо – Южното колебание, Северноатлантическото колебание и Южния пръстенен режим. Тези мащабни системи оказват влияние върху водната сигурност на милиарди хора по целия свят. С продължаващото затопляне на планетата разбирането на движението на влагата вече не е просто научна любознателност, а необходимост за оцеляването. Чрез декодиране на скрития език на изотопите изследователите получават по-ясна представа за промените в жизнената сила на света.

Снимка: Pexels

Виж още: Софтуерът на изтребителя F-35, призван да пази европейското небе, може да бъде разбит като при iPhone или PlayStation