Al tientallen jaren proberen geowetenschappers de invloed van het klimaat op de vorming van rivieren, maar tot nu toe is er geen systematisch bewijs.

Een nieuwe studie, geleid door wetenschappers van de Universiteit van Bristol en vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Natuur , ontdekt een duidelijke klimatologische signatuur op rivieren wereldwijd die bestaande theorieën uitdaagt.

Als je van de bron van een rivier naar zijn monding loopt, je loopt een pad dat in hoogte afdaalt. In sommige rivieren, dit pad zal steil afdalen uit de hooglanden, en dan afvlakken in de laaglanden. Dit resulteert in een hoogteprofiel (dat we het lange profiel noemen) dat een concave vorm heeft, vergelijkbaar met de vorm van de binnenkant van een kom als je deze van de binnenrand naar de bodem volgt. In tegenstelling tot, een recht lang profiel daalt gelijkmatig in hoogte, als een helling, langs het pad terwijl je van de bron naar de monding loopt.

Het nieuwe onderzoek van Chen et al. laat zien dat, hoewel lange rivierprofielen in vochtige gebieden concaaf zijn, ze worden steeds rechter in drogere gebieden.

Hoofdauteur Shiuan-An Chen van de School of Geographical Sciences van de Universiteit van Bristol, zei:"Het lange profiel wordt geleidelijk gevormd over tienduizenden tot miljoenen jaren, dus het vertelt een groter verhaal over de klimaatgeschiedenis van de regio. We zouden verwachten dat het klimaat het lange profiel van de rivier beïnvloedt, omdat het bepaalt hoeveel water in rivieren stroomt en de bijbehorende kracht van water om sediment langs de rivierbedding te verplaatsen."

Tot nu toe ontbrak het wetenschappers aan een grote, systematische dataset van rivieren die het bereik van klimaatzones op aarde overspant, waardoor een volledige verkenning van de verbanden tussen klimaat en riviervorm mogelijk wordt. Het onderzoeksteam heeft een nieuwe, gratis beschikbaar, database met lange rivierprofielen, gegenereerd op basis van gegevens die oorspronkelijk zijn verzameld door NASA's spaceshuttle. Ze gebruikten gespecialiseerde software die is ontwikkeld door co-auteur Dr. Stuart Grieve aan de Queen Mary University of London om een ​​nieuwe database met lange profielen te ontwikkelen die meer dan 330, 000 rivieren over de hele wereld.

De studie toont voor het eerst op wereldschaal aan dat er duidelijke verschillen zijn in de vormen van lange rivierprofielen in klimaatzones, en dat de reden achter deze verschillen ligt in de uitdrukking van droogte in stroomstromen in rivieren.

In vochtige streken, rivieren hebben de neiging om het hele jaar door te stromen, waardoor sediment voortdurend wordt verplaatst en het algehele profiel wordt uitgehold tot een concave vorm.

Naarmate het klimaat geleidelijk dor wordt (van semi-aride, dor, tot hyperdroog), rivieren stromen maar een paar keer per jaar als het regent, sediment niet vaak verplaatsen.

Aanvullend, dorre rivieren hebben de neiging om korte, intense regenbuien, die geen stroming creëren over de gehele rivierlengte.

Deze verbanden tussen klimaat, stroomstroom en lange profielvorm worden in het artikel uitgelegd met behulp van een numeriek model dat de evolutie van rivierprofielen in de loop van de tijd simuleert als reactie op stroomstroomkarakteristieken.

De auteurs laten zien dat, ongeacht alle andere mogelijke controles op rivierprofielen, stromingskarakteristieken hebben een dominant effect op de uiteindelijke profielvorm. Ze laten zien dat de verschillen in de klimatologische expressie van stroomstroming de variaties in profielvorm tussen klimatologische regio's in hun database verklaren.

Dr. Katerina Michaelides, ook van Bristol's School of Geographical Sciences, die het onderzoek leidde, voegde toe:

"Traditionele theorie die al tientallen jaren in leerboeken is opgenomen, beschrijft dat lange rivierprofielen evolueren om concaaf te worden. Bestaande theorieën zijn bevooroordeeld in de richting van waarnemingen in vochtige rivieren, die veel beter bestudeerd en meer vertegenwoordigd zijn in gepubliceerd onderzoek dan droge rivieren.

"Onze studie toont aan dat veel rivierprofielen over de hele wereld niet hol zijn en dat rechtere profielen vaker voorkomen in droge omgevingen."

"Ik denk dat droge rivieren te weinig zijn bestudeerd en ondergewaardeerd, vooral gezien het feit dat droge gebieden ~ 40% van het wereldwijde landoppervlak beslaan. Hun streamflow-expressie geeft unieke inzichten in de klimatologische invloed op de topografie van het landoppervlak."

Dr. Stuart Grieve van de Queen Mary University of London zei:"Het combineren van satellietgegevens met high-performance computing zorgt voor een revolutie in onze discipline en stelt ons in staat te begrijpen hoe onze planeet op ongekende schaal verandert. dat deze samensmelting van gegevens, computerkracht en geowetenschappelijk inzicht kunnen ons bieden om onze planeet te begrijpen, evenals anderen in het zonnestelsel."