新たな監視手法により、科学者は干ばつの始まりをより早く特定できるようになる。
早期に警告が得られれば、保全や是正の措置をより早く開始でき、被害の抑制につながる。干ばつの影響により、世界で20億人を超える人々が、水不足、山火事、作物の不作、森林の枯死、その他の環境上または経済上の苦境に直面している。
「数千の気象観測所と衛星画像から得た地表と気温の測定値を組み合わせることで、ほぼリアルタイムで地域全体の現在の状況を監視し、干ばつに起因する熱ストレスが発生している具体的な場所を特定できます」と、デューク大学ニコラス環境スクールの環境科学教授であるジェームズ・S・クラーク氏は述べている。
「現在使用されている他の手法は、入手までに1カ月以上かかるデータに基づいています」とクラーク氏は述べる。「そのため、科学者や管理者は、状況が実際に始まってから相当後になるまで、ある地域が干ばつに見舞われていることに気づかない可能性があります。」
クラーク氏と同僚らは、「Drought Eye」と呼ばれる無料の公開ウェブサイトを作成した。同サイトでは、最新の熱ストレスデータに基づき、米国本土全域で干ばつ状況が発生している可能性のある場所を示す地図を毎月掲載している。
研究チームが測定した熱ストレスとは、ある地点の気温と、そこにある植物の樹冠の表面温度との差である。通常、これら樹冠は、植物の葉にある小さな気孔（ストマ）を通じて水分が蒸発して空気中に放出されることで冷やされている。これが、夏の森林の日中気温が都市よりも低い理由を説明している。しかし、長期間雨が降らない時期には、この冷却の仕組みが機能しなくなる。樹木が利用できる地中の水分は限られてくる。水の供給を節約するため、樹木は気孔を閉じ、その結果、樹冠の表面温度が上昇する。
「このことから私たちは、樹冠と大気の温度差が、温暖で乾燥した季節に大陸規模で干ばつによる水ストレスを示す、単純でありながら非常に正確な指標となりうるのではないかと推測しました。この時期は山火事やその他の影響の脅威が最も深刻で、適時の監視が不可欠です」と、ニコラス・スクールの2017年卒業生で、博士論文の一環としてこの研究を主導したビジャン・セイエドナスロラ氏は述べている。
この仮説を検証するため、同氏は数千地点での熱ストレスの測定値を用い、過去15年間にわたる米国本土の干ばつ状況を遡って「予測」した。続いて、広く用いられている他の干ばつ指数を使って同様の検証を行い、新旧どちらの手法が過去の記録に最も近い結果を示すかを調べた。
「私たちが検討した干ばつの指標の中で、熱ストレスは最も高い相関値を示し、さまざまな大気条件や気候条件の下で干ばつの始まりを最も正確に『予測』しました」と、現在ハーバード大学およびノーザンアリゾナ大学でポスドク研究員として環境科学の研究を行っているセイエドナスロラ氏は述べている。
新しい指数により、地方当局は山火事のリスクを判断したり、水の使用制限が必要な地域を迅速に特定したりできるようになる、とクラーク氏は述べる。また、樹木は枯れ始めると蒸散を停止するため、森林の健康に影響を及ぼし山火事のリスクを高める恐れのある森林の枯死が起きている地域を明らかにすることもできる。こうした枯死は、害虫の大量発生やその他の環境ストレスと関連することが多く、米国西部の多くの地域で深刻な問題となっている。
この研究結果は学術誌『Agricultural and Forest Meteorology』に掲載されている。本研究のデータは、地上の気象観測所、NASAのMODIS衛星、およびPRISM気候データから得たものである。研究資金は米国国立科学財団とデューク大学から提供された。
