Bodemwetenschappers kunnen onmogelijk overal tegelijk zijn om elk stukje grond over de hele planeet te bestuderen. Plus, bodems veranderen voortdurend.

Omstandigheden als weer en landgebruik hebben in de loop van de tijd een grote invloed op de bodem. Dus, alles over bodem begrijpen, we zouden continu de bodem over de hele wereld moeten bestuderen. Aangezien dit niet mogelijk is, bodemwetenschappers wenden zich tot wiskunde om te voorspellen wat er aan het oppervlak van de bodem gebeurt.

Bodemmodellen zijn - net als economische modellen - nuttig om trends te voorspellen en suggesties te doen. Een voorbeeld is de impact van klimaatverandering op waterprocessen in de bodem. Modellen helpen de hiaten in de gemeten gegevens op te vullen.

Omdat de bodem een ​​complexe omgeving is, een bodemmodel bestaat uit vele stukken die verschillende processen representeren. Een belangrijk aspect van bodemmodellen - hoe water interageert met bodem aan het landoppervlak - werd onlangs besproken door een groep van bijna 30 wetenschappers. Hun werk is onlangs gepubliceerd in Vadose Zone Journaal .

Waterinfiltratie aan het landoppervlak is een cruciaal studiegebied. Infiltratie verwijst naar welk deel van het water door de bodem wordt opgenomen. In staat zijn om te voorspellen of neerslag over het bodemoppervlak zal stromen of zal insijpelen, is cruciaal bij beslissingen over landbeheer. Het beïnvloedt aspecten van landbeheer zoals erosiebestrijding. Het is ook belangrijk om ervoor te zorgen dat we een veilige en schone watervoorziening hebben. Landoppervlakmodellen kunnen wetenschappers helpen bij het voorspellen en simuleren van de water- en energiecycli van het bodemoppervlak naar de atmosfeer.

Elk stuk van een landoppervlakmodel is belangrijk. Het onderzoeksteam ontdekte dat informatie over infiltratie meer aandacht verdient in landoppervlakmodellen.

Om echt nuttig te zijn, landoppervlakmodellen moeten veel informatie bevatten. Dit omvat de bodemstructuur, bodemvocht en temperatuur, neerslag, terrein, planten, en meer. Wetenschappers gebruiken de informatie om het klimaat op aarde te berekenen of om te zien hoe veranderingen in landgebruik dit kunnen beïnvloeden.

Harry Verecken, Forschungszentrum Jülich in Duitsland, was de hoofdauteur van deze inspanning. "De review vond belangrijke hiaten in de huidige behandeling van infiltratieprocessen in landoppervlakmodellen, ", zegt Vereecken. "De huidige modellen houden geen rekening met het effect van structurele eigenschappen op de bodemwaterdynamiek. Ook, we zagen het gebrek aan een consistent kader om infiltratieprocessen van verschillende schalen op te schalen en de grote diversiteit in benaderingen om ze te beschrijven."

De groep roept wetenschappers op om samen te werken en hun vaardigheden in te zetten om deze informatie beter op te nemen in landoppervlakmodellen. Dit is zodat de modellen de realiteit beter weerspiegelen van wat er aan het aardoppervlak gebeurt.

Hun recensie was een manier om wetenschappelijk onderzoek over een lange periode samen te stellen en suggesties te geven over waar bodemwetenschappers hun inspanningen vervolgens op moesten richten. Bij het bekijken van veel onderzoek, ze ontdekten dat er geen consistente manier is om infiltratie te voorspellen. Ze ontdekten ook dat sommige aspecten van de bodem die de infiltratie beïnvloeden, vaak worden genegeerd.

"De klimaat- en aardwetenschappengemeenschap opereert doorgaans op grotere schaal dan de bodemwetenschappelijke gemeenschap, Vereecken legt uit. "Bodemwetenschappers hebben meestal op kleinere schaal gewerkt, zoals plot to field scale om processen te bestuderen en namen vaak atmosferische processen niet op in hun studies. We wilden schrijven over het belang van het samenkomen van deze gemeenschappen. Dit is de eerste review ooit die de behandeling van infiltratieprocessen in deze modellen behandelt."

Hij voegt eraan toe dat ze hopen dat hun werk een gemeenschappelijk begrip oplevert over hoe infiltratieprocessen worden behandeld in landoppervlakmodellen. Hoewel het moeilijk kan zijn om deze complexe processen te kwantificeren en te combineren in grotere modellen, het is belangrijk bij het bestuderen van de toestand van de planeet. Beide groepen hebben elkaar nodig. Zonder bodemwetenschappers die op kleinere schaal werken, anderen hebben geen gegevens voor hun modellen.

"Omdat de bodem een ​​belangrijke controle uitoefent op klimaatgerelateerde processen, het kan relevantie toevoegen aan het onderzoek dat we als bodemwetenschappers doen, " zegt Vereecken. "We hopen dat dit kan dienen als een soort referentiedocument voor andere wetenschappers en degenen die aan verschillende aspecten van landoppervlakmodellen werken, met elkaar in contact brengt."