Meer dan 2 miljard mensen wereldwijd worden getroffen door watertekorten, bosbranden, oogstverliezen, bossterfte of andere milieu- of economische problemen veroorzaakt door droogte.

Met een nieuwe monitoringmethode die is ontwikkeld aan de Duke University, kunnen wetenschappers het begin van droogte eerder identificeren, wat betekent dat instandhoudings- of herstelmaatregelen eerder kunnen worden genomen om de schade te helpen beperken.

"Door oppervlakte- en luchttemperatuurmetingen van duizenden weerstations en satellietbeelden te combineren, we kunnen de huidige omstandigheden in een hele regio in bijna realtime volgen en de specifieke plaatsen identificeren waar door droogte veroorzaakte thermische stress optreedt, " zei James S. Clark, Nicholas Professor of Environmental Sciences aan Duke's Nicholas School of the Environment.

"Andere methoden die nu in gebruik zijn, zijn gebaseerd op gegevens die een maand of langer kunnen duren voordat ze beschikbaar zijn, " zei Clark. "Dat betekent dat wetenschappers of managers misschien niet weten dat een regio in droogte is tot lang nadat de omstandigheden daadwerkelijk zijn begonnen."

Clark en zijn collega's hebben een gratis openbare website gemaakt, Droogteoog genoemd, waar ze maandelijkse kaarten plaatsen die locaties in de continentale Verenigde Staten aangeven waar droogtecondities kunnen optreden, gebaseerd op de laatste thermische belastinggegevens.

De thermische stress die ze hebben gemeten, is het verschil tussen de luchttemperatuur op een locatie en de oppervlaktetemperatuur van het bladerdak daar. Gewoonlijk, deze luifels worden gekoeld doordat water via kleine poriën in de lucht verdampt, of huidmondjes, in de bladeren van de planten. Dit verklaart waarom de middagtemperaturen in een bos in de zomer koeler zijn dan in een stad. Tijdens langere perioden zonder regen, echter, het koelmechanisme gaat kapot. Het beschikbare bodemvocht voor de bomen wordt beperkt. Om hun watervoorraad te behouden, de bomen sluiten hun huidmondjes, waardoor het oppervlak van de overkapping kan opwarmen.

"Dit bracht ons ertoe te speculeren dat het kruin-atmosfeerverschil een eenvoudige maar zeer nauwkeurige indicator zou kunnen zijn van door droogte veroorzaakte waterstress op continentale schaal tijdens warme en droge seizoenen, wanneer de dreiging van natuurbranden en andere gevolgen het grootst is en tijdige monitoring essentieel is, " zei Bijan Seyednasrollah, een 2017 afgestudeerde van de Nicholas School, die het onderzoek leidde als onderdeel van zijn proefschrift.

Om de hypothese te testen, hij gebruikte metingen van thermische stress van duizenden locaties om met terugwerkende kracht droogtecondities in de aangrenzende VS in de afgelopen 15 jaar te "voorspellen". Vervolgens voerde hij soortgelijke tests uit met behulp van andere veelgebruikte droogte-indexen om te zien welke van de methoden, nieuw of oud, resultaten opleverden die het historisch record het dichtst benaderden.

"Onder de droogtestatistieken die we hebben overwogen, thermische stress had de hoogste correlatiewaarden en 'voorspelde' het begin van droogte het meest nauwkeurig in een breed scala van atmosferische en klimatologische omstandigheden, " zei Seyednasrollah, die nu een postdoctoraal milieuwetenschapper is aan de Harvard University en de Northern Arizona University.

Met de nieuwe index kunnen lokale autoriteiten de risico's van natuurbranden bepalen of gebieden identificeren waar het watergebruik tijdig moet worden beperkt, zegt Clark. Het kan ook gebieden blootleggen waar bossterfte - wat de gezondheid van het bos beïnvloedt en kan bijdragen aan het risico op bosbranden - optreedt, omdat bomen stoppen met transpireren wanneer ze beginnen te sterven. Deze afstervingen houden vaak verband met plagen of andere omgevingsstress, en vormen een enorm probleem in veel delen van het Westen.