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土壤濕度是否改變隔天降雨?

105/09/12 瀏覽次數 1403
我們習慣仰頭看天預測天氣變化,但最新研究顯示明天是否會下雨的答案部分由我們腳下的土壤潮濕狀態來決定。儘管聖嬰現象之類的季節性與長期天氣型態影響顯著,美國的研究結果顯示土壤的濕度對隔天降雨也扮演重要的角色。科學界對於土壤濕度與降雨間的關係已有長期的爭辯,過去的觀測與重新分析研究顯示此關係因地而異。但是即使在同一區域且使用相同的資料,部分研究結果對於反饋的方向、強度與統計上的顯著程度,並未得到一致的結果。此結果的差異部分源自於稀少的土壤水分觀測記錄、使用辨識回饋的方法以及由於訊號間自相關、季節性與年變異存在的延遲相關性導致因果關係的難以辨識。

根據超過三十年以上資料的分析顯示,38%的美國區域,顯示統計上明顯的回饋作用,而異常的土壤濕潤明顯地影響降雨機率,但其結果與區域位置有關。在美國西部土壤濕度與隔日是否降雨呈現正向反饋的現象,也就是潮濕土壤增加隔日降雨的機會,而乾燥土壤則會降低此降雨機會。但是在密西西比河以東的區域,此回饋關係則呈現反轉。也就是潮濕土壤會降低降雨的機會,而乾燥土壤則增加降雨的可能性。

為什麼會有如此的結果呢?降雨通常受到兩個因素影響,濕氣與白天的受熱導致產生雨雲上升氣流的增加。在晴朗乾燥的美國西部,因為有充分的熱,但是僅有少量的濕氣,因此所謂的水氣循環發生作用,也就是今天的暴雨提供了蒸發為明天雨雲的水份。而在美國東部水氣充足,太陽能量直接蒸發水氣,致使潮濕地區保持寒冷。僅有少數乾燥區塊,足以加熱形成雨雲。將來可使用長時間衛星與地面雨量站網的資料,將土壤水份與降雨的水文關係納入天氣預測模式,以提升天氣預測的能力。(本文由科技部補助「新媒體科普傳播:小王子眼中21世紀的地球」執行團隊撰稿)
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