当地球对天空说话
澳门威尼斯人注册网站研究科学将土壤湿度与第二天的降雨联系起来
土壤和雨水有某种联系吗？《科学》杂志上的一项新澳门威尼斯人注册网站研究表明，它们确实如此，而且是以一种令人惊讶的方式。图片来源：cougin /iStock
1881年，一位名叫查尔斯·达纳·威尔伯（Charles Dana Wilber）的土地投机商写了一本名为《内布拉斯加州和西北部的伟大山谷和草原》（The Great Valleys and Prairies of Nebraska and Northwest）的书，在书中，他在寻找西部定居点时创造了一个短语：“雨跟着犁。”
这句话抓住了一种流行的气候学理论——宅基地和农业可以永久地改变干旱的西部的气候，增加降雨量，把美洲大沙漠变成一个翠绿的天堂。
这个想法虽然抒情，却被证明是错误的。但是，科学家们——以及农民、水资源管理者和城市规划者——仍然对土壤和雨水之间存在某种联系的概念很感兴趣。现在，两位科学家利用全面的卫星数据和复杂的统计技术证明了它们实际上是有联系的——但以一种意想不到的方式。
2016年5月发表在《科学》杂志上的这项澳门威尼斯人注册网站研究发现，正如预期的那样，美国西部潮湿的土壤表明第二天下雨的可能性更大。但令人惊讶的是，美国东部的情况正好相反，那里今天的土壤干燥意味着明天更有可能下雨。
波士顿大学地球与环境教授、《科学》杂志论文的合著者圭多·萨鲁奇说：“人们长期以来一直在澳门威尼斯人注册网站研究土壤湿度和降雨之间的联系。”“但我们觉得科学家不一定使用正确的统计技术，他们也没有我们拥有的高质量和长期的数据集。所以我们重新审视了它。”
塞缪尔·塔特尔（11届、15届毕业生）现在是新罕布什尔大学土木与环境工程的博士后澳门威尼斯人注册网站研究科学家，他在萨尔穆奇的指导下作为博士候选人开始了这项工作。在完成了对美国宇航局Aqua卫星土壤湿度数据的澳门威尼斯人注册网站研究项目后，塔特尔决定进一步开展这项工作。
塔特尔说：“从2002年到2011年，我们每天都有这个很好的土壤湿度卫星数据集，长达9年。”他决定以一种新的方式使用这些数据，“来诊断一天的土壤湿度和第二天的降雨量之间的关系。”
过去，科学家们发现了其中的联系。似乎潮湿的土壤导致第二天下雨的可能性更大。塔特尔和萨鲁奇对此表示怀疑。其他的澳门威尼斯人注册网站研究真的只关注土壤的影响吗？毕竟，下雨的原因有很多：因为潮湿的空气从海洋吹来，或者因为风暴从山上吹来，或者因为季节变化。
为了弄清楚土壤对降雨的影响，塔特尔和萨维奇不得不使用一种叫做格兰杰因果关系的统计技术，这种技术可以抵消所有其他因素。结果让他们大吃一惊。
正如其他科学家推测的那样，潮湿的土壤确实预示着第二天下雨的可能性更高，但仅限于干旱的西部。科学家们不确定为什么会出现这种情况，但他们有一些怀疑。塔特尔说：“要下雨，主要需要两样东西。“你需要水——湿气——你需要能量把湿气提升到空气中，这样它就能凝结成云。”
西部有多余的太阳能，塔特尔说，它将空气加热成上升的热能，既可以举起滑翔机，似乎也可以举起水。“所以，当你在土壤中获得水分时，这些水分就会蒸发，上升，凝结成云和雨。”
在东海岸，空气更凉爽、更潮湿，情况就不同了。“北卡罗来纳州总是很潮湿，”萨尔穆奇说。“但如果土壤在几天内变得干燥，就会出现热气流，热气流会带走潮湿的空气，将其抬升，形成云。”
澳门威尼斯人注册网站研究人员的发现有助于我们对天气、气候和干旱的全面了解，它们可能是对气候变化模型的一个很好的检查。但真正的问题是：我们能否利用这些信息在需要的时候召唤雨水，或者让雨水消失？我们能让天上的雨不落在我们的游行上吗？不幸的是,没有。
“我的一个邻居说，‘嘿，我要让我的孩子们到后院往地上倒水，因为我们在东部，这样我们就会有一个干燥的夏天，’”萨尔穆奇回忆说。“不，我不这么认为。”
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