Eeuwenlang is er in het noorden van Afrika bezuiden de Sahara sprake van droogte. In recente jaren, watertekorten zijn het ernstigst geweest in de Sahel - een strook van semi-aride land net ten zuiden van de Sahara-woestijn die zich van kust tot kust over het continent uitstrekt, van Senegal en Mauritanië in het westen tot Soedan en Eritrea in het oosten. Droogte trof de Sahel voor het laatst in 2012, veroorzaakt voedseltekorten voor miljoenen mensen als gevolg van mislukte oogsten en stijgende voedselprijzen.

Verschillende factoren beïnvloeden deze Afrikaanse droogtes, zowel natuurlijk als door mensen veroorzaakt. Een periodieke temperatuurverschuiving in de Atlantische Oceaan, bekend als de Atlantische Multi-decadale Oscillatie, speelt een rol, net als overbegrazing, die vegetatieve dekking vermindert, en daarmee het vermogen van de bodem om vocht vast te houden. Door de vochtige bodem van de vegetatieve bedekking te vervangen, die waterdamp aan de atmosfeer toevoegt om regen te helpen genereren, met blote, glanzende woestijngrond die alleen zonlicht direct terug de ruimte in reflecteert, de capaciteit voor regenval wordt verminderd.

Een andere door mensen veroorzaakte boosdoener is het verbranden van biomassa, terwijl herders land verbranden om grasgroei te stimuleren, en boeren verbranden het landschap om terrein om te zetten in landbouwgrond en om na het oogstseizoen ongewenste biomassa kwijt te raken. Net als bij overbegrazing, branden drogen de grond uit en belemmeren de convectie die regen met zich meebrengt. Kleine deeltjes, aerosolen genaamd, die door rook in de lucht worden vrijgegeven, kunnen ook de kans op regen verminderen. Dit kan gebeuren omdat waterdamp in de atmosfeer condenseert op bepaalde soorten en maten aerosolen die wolkencondensatiekernen worden genoemd om wolken te vormen; wanneer voldoende waterdamp zich ophoopt, regendruppels worden gevormd. Maar als je te veel aerosolen hebt, wordt de waterdamp meer diffuus verspreid tot het punt waar regendruppels niet uitkomen.

De relatie tussen vuur en water in noordelijk Afrika bezuiden de Sahara, echter, was tot voor kort nooit uitgebreid onderzocht. Een studie gepubliceerd in het tijdschrift Brieven voor milieuonderzoek , onder leiding van Charles Ichoku, een senior wetenschapper bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, probeert de verbinding te verhelderen.

"We wilden kijken naar de algemene effecten van verbranding op het hele spectrum van de watercyclus, ' zei Ichoku.

Om dit te doen, Ichoku en zijn collega's gebruikten satellietrecords van 2001 tot 2014 - inclusief gegevens van NASA's Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer en de Tropical Rainfall Measurement Mission - om de impact van branden op verschillende watercyclusindicatoren te analyseren. namelijk bodemvocht, neerslag, verdamping en groenheid van de vegetatie. Ander werk dat door de groep werd uitgevoerd, was meer gericht op het onderzoeken van de interacties tussen wolken en rook en ook op de effecten van branden op de helderheid van het oppervlak.

Toen Ichoku satellietgegevens gebruikte om brandactiviteit af te stemmen op hydrologische indicatoren, ontstond er een patroon. "Er is een tendens voor de netto-invloed van vuur om neerslag te onderdrukken in noordelijk sub-Sahara Afrika, " hij zei.

Bijvoorbeeld, in jaren met meer dan gemiddelde verbranding tijdens het droge seizoen, metingen van bodemvocht, verdamping en groenheid van de vegetatie - die allemaal helpen om regen te veroorzaken - namen af ​​in het volgende natte seizoen. Zelfs in droge seizoenen, de hoeveelheid water nam af in gebieden met meer vochtige klimaten naarmate de verbranding heviger werd.

De resultaten tot nu toe laten alleen een correlatie zien tussen branden en watercyclusindicatoren, maar de gegevens die uit het onderzoek zijn verzameld, stellen wetenschappers in staat klimaatmodellen te verbeteren om een ​​meer directe relatie te kunnen leggen tussen het verbranden van biomassa en de effecten ervan op droogte.

Bijvoorbeeld, het onderzoeksteam neemt nu de snelheid van de stralingswarmteafgifte van branden op, evenals de snelheid van door vuur veroorzaakte omzetting van landbedekking in regionale modellen, inclusief het NASA Unified Weather Research and Forecasting-model. Een dergelijke nieuwe mogelijkheid zal de simulatie van echte brandeffecten op droogte mogelijk maken.

Toekomstige modellering kan enkele van de schijnbaar paradoxale bevindingen van het onderzoek verklaren, inclusief het feit dat, zelfs toen het aantal branden tussen 2006 en 2013 met 2 tot 7 procent daalde de neerslag in die jaren nam niet evenredig toe.

Ichoku denkt dat een mogelijke reden dat een afname van het aantal branden niet heeft geleid tot meer neerslag, te maken heeft met de verandering in het soort land dat wordt verbrand. Uit de studie bleek dat gedurende dezelfde periode, meer bossen en wetlands werden omgezet in akkerland dan in voorgaande jaren. Hij merkt op dat de recente droogtes mensen naar landbouwgebieden hebben getrokken met meer water. Het nadeel is dat dergelijke landtypen een aanzienlijke hoeveelheid vocht aan de atmosfeer leveren die uiteindelijk regen wordt, dus hun omzetting in landbouwgrond vormt een bedreiging voor de toekomstige beschikbaarheid van water.

"Het verwijderen van plantenbedekking door verbranding zou waarschijnlijk leiden tot meer waterafvoer als het regent, mogelijk hun waterretentiecapaciteit en steevast het bodemvocht verminderen, Ichoku zei. "De resulterende landbouw zou waarschijnlijk het resterende vocht uitputten in plaats van behouden, en in sommige gevallen, kan zelfs irrigatie vereisen. Daarom, dergelijke conversies van landbedekking kunnen de droogte mogelijk verergeren."