Reed Maxwell博士是科罗拉多矿业学院地质与地质工程系的水文学教授,他在那里负责指导综合地下水模拟中心。
新的研究表明,一个在地球系统模型中大体被忽略的过程可能比科学家们过去认为的更能影响大规模的土壤蒸发和植物蒸腾,这有助于量化全球的水循环。这些结果为目前无法确认复杂水循环相互作用的方法提供了线索。
蒸发蒸腾量(ET)是土壤蒸发(E)和植物蒸腾(T)的总和,它代表了地球水循环的一个关键部分。然而,因为T取决于植物的过程,而E依赖于浅表土壤的湿度,因此这两种过程对物理驱动因子会做出不同反应。
最近,科学家们就T和E如何受到各种变量(包括一个在现有水模型中未被掌握的变量)的独特影响进行了辩论:通过地表下的水向河流或其它排放水体的运动(也被称作横向地下水流动)。Reed Maxwell和Laura Condon在此利用了一个将地下水和地表水流动偶联来模拟具有和没有横向地下水流动时的水通量模型,研究涵盖了北美大陆大河流域中的大部分。
在一年中,科研人员每小时会运行一次他们的模型模拟。他们的模拟揭示,横向地下水为蒸腾提供了一个独特的关键性额外水源。实际上,在某些情况中,它引起的蒸腾比土壤蒸发要多30倍以上。研究人员提出,能接触较深层水的植物令它们能在浅层土壤干燥时从深部汲水。这项研究的结果强调了在地球系统模型中纳入横向地下水(尤其是当地下水位变化变得更常见时)的重要性。