Em um novo estudo publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences , pesquisadores revelam técnicas - inspiradas no estudo da teoria da informação - para rastrear como as mudanças na precipitação alteram as interações entre a atmosfera, vegetação e solo em dois locais do Observatório da Zona Crítica da National Science Foundation no oeste dos Estados Unidos.

"As informações decorrentes das flutuações nas chuvas se movem pelos ecossistemas, semelhante à forma como a informação flui através das redes de comunicação, "disse Praveen Kumar, professora de engenharia civil e ambiental na Universidade de Illinois em Urbana-Champaign e co-autora do estudo. “Este tipo de análise, o que é novo para estudos ecológicos e hidrológicos, nos permite determinar quão bem os diferentes aspectos de um ecossistema estão conectados e se as respostas às mudanças no clima são específicas do local ou comuns em diferentes ecossistemas. "

Os pesquisadores analisaram as mudanças no calor, umidade do solo e fluxo de carbono - conhecidos como fluxos - antes, durante e após eventos de chuva e seca em dois locais. O primeiro site, no sudoeste de Idaho, experimentou vários dias de chuva durante julho de 2015. O segundo, na região de Southern Sierra da Califórnia, passou por uma seca de vários anos começando em 2012.

"No site de Idaho, vimos um aumento da conectividade entre a atmosfera e o solo no período imediatamente após as chuvas, "disse Allison Goodwell, um professor de engenharia civil da Universidade do Colorado, Denver, que é ex-estudante de graduação em Illinois e principal autora do novo estudo. "No site Southern Sierra, descobrimos que os fluxos de calor e carbono responderam à seca de maneiras diferentes, e que as fontes de conectividade variam entre locais de alta e baixa altitude. "

"Outro aspecto que tornou este estudo único foi a disponibilidade de dados de várias estações em diferentes elevações em cada local, "Kumar disse." Isso nos permitiu ver se as mudanças na conectividade foram devido às diferenças climáticas resultantes da elevação. Normalmente, as estações de coleta de dados são isoladas, dificultando a realização deste tipo de análise comparativa. "

Embora os locais e dados de campo sejam de ecossistemas diferentes, horários e distúrbios climáticos, o estudo fornece uma visão sobre como a conectividade influencia diferentes tipos de fluxos, disseram os pesquisadores. Uma conectividade mais forte altera a forma como a chuva afeta a umidade, fluxo de calor e carbono no sistema, e a progressão da seca inicial para a fase final.

"Esses resultados mostram as maneiras pelas quais uma bacia hidrográfica pode responder a distúrbios de precipitação, neste caso, a seca, "disse Richard Yuretich, o diretor do programa dos Observatórios da Zona Crítica da NSF. "A informação é importante para prever como os ecossistemas responderão a eventos extremos futuros."