Над Южной Америкой постоянно текут реки, которых невозможно увидеть с земли. Они не имеют берегов и русел, но переносят огромные объёмы влаги, а затем возвращают её на поверхность в виде дождя.
Учёные называют их небесными, воздушными или летучими реками. Новое исследование позволило проследить их маршруты, определить главные источники влаги и выяснить, какие районы континента получают больше всего воды, а какие остаются почти в самом конце этого невидимого пути.
Такие потоки не следует путать с атмосферными реками — более известными, но кратковременными скоплениями водяного пара. Небесные реки существуют гораздо дольше. Они формируются благодаря совместному действию разных ветров — от морских бризов до мощных воздушных течений в нижних слоях атмосферы.
Вместе они создают устойчивую систему переноса влаги, которая пересекает огромные расстояния и поддерживает целые экосистемы. Ранее исследователи, например, установили, что влага, снабжающая Пакистан, может приходить по маршрутам, протянувшимся от Скандинавии до Мадагаскара.
Теперь учёные подробно изучили систему таких рек над Южной Америкой. Они объединили математическое моделирование с климатическими наблюдениями, чтобы выяснить, откуда поступает вода, как быстро она движется и в каких районах выпадает в виде осадков.
Источниками служат не только океаны. Вода испаряется из почвы, поступает из морей и выделяется растениями. Затем ветер подхватывает водяной пар и переносит его дальше над континентом.
Исследователи выделили главные области, расположенные со стороны преобладающих ветров. Именно там небесные реки получают основную часть своей влаги. Учёные также нашли своеобразные поворотные точки, после которых вклад удалённых источников в осадки резко уменьшается.
Получившуюся систему разделили на четыре типа областей.
К первому относятся места, где насыщенные океанской влагой потоки входят на территорию Южной Америки. Это главные начальные участки континентального переноса воды, хотя они не всегда находятся прямо на побережье.
Во втором типе областей небесные реки продолжают двигаться вглубь материка. По пути часть водяного пара теряется, но общий перенос влаги может усиливаться.
Третий тип напоминает устье обычной реки. Здесь движение воздушного потока резко замедляется, а количество принесённой издалека влаги заметно сокращается. Поэтому осадки сильнее зависят от воды, испаряющейся уже на самом континенте.
Особое значение имеет то, что некоторые такие районы находятся выше по направлению переноса влаги относительно крупных речных бассейнов. Грамотное управление водой и растительностью в них может повлиять на осадки далеко за их пределами.
Четвёртый тип исследователи сравнили с равнинами. Эти области находятся дальше всего по ходу воздушных потоков и получают меньше всего влаги. Именно там нередко располагаются города, испытывающие нехватку воды.
Карта теоретически позволяет увидеть, где вода образуется, куда направляется и в каких местах особенно необходима. На её основе можно было бы выстраивать управление водными ресурсами в масштабах целого континента.
Однако небесные реки очень изменчивы. Направление ветра способно поменяться настолько быстро, что всего за один день поток влаги может развернуться в сторону прибрежных городов. На движение воды также влияет множество процессов, происходящих на суше.
Одним из важнейших факторов остаются леса. Растительность возвращает влагу в атмосферу и тем самым подпитывает воздушные потоки. Поэтому сохранение и восстановление лесов особенно важно в районах, расположенных в начале маршрута небесных рек.
Исследователи приводят пример перуанского региона Укаяли. Согласно предыдущим работам, вырубка лесов в областях, откуда туда приходит влага, может сократить годовое количество осадков на 5–13 процентов, а годовой речной сток — на 19–50 процентов.
Новая модель позволяет анализировать такие связи не только в Южной Америке, но и в других частях мира. При этом авторы подчёркивают, что единого решения для всех регионов быть не может: каждая система воздушного переноса требует собственных критериев и подходов.
Есть и политическая сложность. Источники влаги и районы, получающие осадки, часто находятся по разные стороны административных и природных границ. Лес, сохранённый в одном регионе, может обеспечивать дождём территорию, расположенную далеко за его пределами.
Поэтому управление небесными реками требует сотрудничества между различными ведомствами и территориями. Решения, принятые в одном месте, способны изменить водоснабжение в другом.
Учёные считают, что отслеживание невидимого движения влаги может стать важным инструментом в условиях потепления и высыхания континентов. Оно поможет понять не только то, где находится вода сейчас, но и откуда она приходит — и что может произойти, если нарушить её путь.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
