地球の雨の日は変化しており、植物の生命もそれに反応しています。この視覚化は、2000 年から 2023 年までの 20 年以上のデータに基づいて、地球全体の平均降水量を示しています。寒色系の色は、雨が少ない地域を示します。暖色系はより多くの雨を受けます。クレジット: NASA の Scientific Visualization Studio
NASA主導の新たな研究で、その年にどのように雨が降るかが、世界の植生にとって降水量とほぼ同じくらい重要であることが判明した。 報告 12 月 11 日 自然研究者らは、総降水量が同じような年であっても、降水量が少なく、より大きな雨が降った場合には、植物の生育状況が異なることを示しました。
降雨の頻度が少なく集中した年には、米国南西部のような乾燥した環境の植物はより生育する可能性が高かった。中米の熱帯雨林のような湿潤な生態系では、おそらく長期間の乾季に耐えられなかったため、植生が悪化する傾向がありました。
「次のように考えることができます。観葉植物がある場合、月曜日、水曜日、金曜日にピッチャーの 3 分の 1 の水を与えるのではなく、日曜日にピッチャー一杯の水を与えたらどうなるでしょうか?」とフェルドマン氏は語った。これを米国のコーンベルトや熱帯雨林の規模にスケールすると、その答えは作物の収量、そして最終的には植物が大気中から除去する二酸化炭素の量に影響を与える可能性があります。
カリフォルニアのアンテロープ・バレーでは雨の多い冬が終わり、黄色の野の花とオレンジ色のケシが砂漠を覆い尽くします。クレジット: NASA/ジム・ロス
砂漠に咲く
米国農務省と複数の大学の研究者を含むチームは、数百万平方マイルにわたる20年間にわたる野外観測と衛星観測を分析した。彼らの研究地域は、シベリアからパタゴニアの南端に至るまでの多様な風景を網羅しました。
彼らは、地球の植生地表の 42% に存在する植物が、毎日の降雨量の変動に敏感であることを発見しました。そのうち半数強は、雨の日が少なかったが雨の日がより多かった年に、より良い結果をもたらし、多くの場合、増加が見られました。これらには、耕作地だけでなく、草原や砂漠などの乾燥した風景も含まれます。
対照的に、低緯度および中緯度の広葉樹林（オーク、カエデ、ブナなど）や熱帯雨林は、これらの条件下では状況が悪化する傾向がありました。この影響は、フィリピンやインドネシアを含むインド太平洋の熱帯雨林で特に顕著でした。
統計的には、世界の成長を促進する上で、毎日の降水量の変動は年間降水量の合計とほぼ同じくらい重要でした。
成長する植物は、地球上空数百マイルを周回する NASA 衛星によって検出可能な形態の光を発します。このビジュアライゼーションでは、北米の一部が光って見え、平年を表しています。灰色は、蛍光がほとんどまたはまったくない領域を示します。赤、ピンク、白は蛍光性が高いことを示します。クレジット: NASA Scientific Visualization Studio
赤信号、緑信号
新しい研究は主に、国際衛星ネットワークを使用して地球の大部分の降雨量と降雪量を 30 分ごとに提供する Integrated Multi-satellitE Retrievals for GPM (IMERG) アルゴリズムを含む、NASA の一連のミッションとデータセットに依存しています。
植物の反応を日々測定するために、研究者らは衛星画像でその地域がどの程度緑に見えるかを計算しました。 「緑度」は正規化差異植生指数としても知られ、植生の密度と健全性を推定するために一般的に使用されます。彼らはまた、植物が光合成中に発するかすかな赤みがかった光を追跡した。植物が太陽光を吸収して二酸化炭素と水を食物に変換するとき、そのクロロフィルは未使用の光子を「漏出」させる。このかすかな光は太陽誘起蛍光と呼ばれ、植物の繁栄を示す明らかな兆候です。
肉眼では見えない植物の蛍光は、NASA の軌道周回炭素観測所 2 (OCO-2) などの衛星に搭載された機器で検出できます。 2014 年に打ち上げられた OCO-2 は、成長期に米国中西部で強い蛍光を発するのを観測しました。
フェルドマン氏は、今回の研究結果は、炭素循環と呼ばれる地球上の炭素の移動において植物が果たす重要な役割を浮き彫りにしていると述べた。作物、森林、草原などの植生は広大な炭素の「吸収源」を形成し、大気から過剰な二酸化炭素を吸収します。
「植物が嵐ごとに日々どのように繁栄したり衰退したりするかをより詳しく理解できれば、その重要なサイクルにおける植物の役割をより深く理解できる可能性があります」とフェルドマン氏は述べた。
この研究には、南カリフォルニアにあるNASAのジェット推進研究所、スタンフォード大学、コロンビア大学、インディアナ大学、アリゾナ大学の研究者も参加した。
引用: 衛星観測は、降雨パターンの変化が作物や森林に影響を与えることを示している (2024 年 12 月 11 日)、2024 年 12 月 12 日に取得
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