دراسة جديدة تكشف المصدر الخفي لهطول الأمطار الذي يمكن أن يؤدي إلى إنتاج المحاصيل العالمية أو تدميرها

تظهر الأبحاث التي أجرتها جامعة كاليفورنيا في سان دييغو أن معرفة مصادر هطول الأمطار يمكن أن تغير كيفية التعامل مع التخطيط للجفاف وإدارة الأراضي في جميع أنحاء العالم.

دراسة جديدة من جامعة كاليفورنيا سان دييغو يكشف عن عامل مهمل يشكل ضعف المحاصيل في جميع أنحاء العالم: المصدر الأصلي للأمطار التي تهطل على الأراضي الزراعية.

نشرت في استدامة الطبيعةيتتبع البحث رطوبة الغلاف الجوي إلى حيث تبخرت، سواء بدأت فوق المحيط أو فوق مناطق اليابسة مثل التربة والبحيرات والغابات. وعندما تقوم أشعة الشمس بتسخين هذه الأسطح، يتحول الماء إلى بخار، ويرتفع إلى الغلاف الجوي، ثم يعود لاحقًا على شكل مطر.

يمكن للرطوبة التي تأتي من المحيط أن تنتقل لمسافات طويلة بواسطة الرياح العالمية وغالبًا ما تتحرك عبر أنظمة الطقس واسعة النطاق بما في ذلك الأنهار الجوية والرياح الموسمية والعواصف الاستوائية. الرطوبة التي تأتي من الأرض، والتي يشار إليها أحيانًا باسم الأمطار المعاد تدويرها، تتبخر من التربة والنباتات القريبة وتغذي الأحداث المناخية المحلية. وتظهر الدراسة أن مزيج الرطوبة مصدرها الأرض والمحيطات يؤثر بشدة على مخاطر الجفاف والإنتاجية الزراعية.

قال يان جيانغ، المؤلف الرئيسي للدراسة وباحث ما بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو، والذي يعمل في كلية السياسة العالمية والاستراتيجية ومعهد سكريبس لعلوم المحيطات: “إن عملنا يعيد صياغة مخاطر الجفاف – ولا يتعلق الأمر فقط بكمية الأمطار، ولكن من أين تأتي هذه الأمطار”. “إن فهم أصل هطول الأمطار وما إذا كان يأتي من مصادر محيطية أو برية، يمنح صناع السياسات والمزارعين أداة جديدة للتنبؤ بإجهاد الجفاف وتخفيفه قبل حدوثه.”

طريقة جديدة للتنبؤ بمخاطر الجفاف

وباستخدام ما يقرب من عقدين من عمليات رصد الأقمار الصناعية، قدرت جيانغ والمؤلفة المشاركة جينيفر بورني من جامعة ستانفورد كمية الأمطار العالمية التي تنشأ من تبخر الأرض. ووجدوا أنه عندما يأتي أكثر من ثلث هطول الأمطار من الأرض، فإن المناطق المنتجة للمحاصيل تواجه خطرًا أكبر بكثير للجفاف، وتجفيف التربة، وفقدان المحاصيل. ويرجع ذلك على الأرجح إلى أن الأنظمة التي تعتمد على المحيطات تميل إلى جلب أمطار غزيرة، في حين تنتج الأنظمة التي تعتمد على الأرض زخات مطر أخف وأقل موثوقية، مما يزيد من فرصة نقص المياه خلال الفترات الحرجة لنمو النباتات.

توفر هذه النتائج طريقة جديدة للمزارعين وصناع القرار لتحديد المناطق التي تواجه أكبر المخاطر والاستعداد بشكل أكثر فعالية لظروف الجفاف في المستقبل.

وأوضح جيانغ: “بالنسبة للمزارعين في المناطق التي تعتمد بشكل كبير على رطوبة الأرض – مثل أجزاء من الغرب الأوسط أو شرق أفريقيا – يصبح توافر المياه المحلية هو العامل الحاسم لنجاح المحاصيل”. “يمكن أن يكون للتغيرات في رطوبة التربة أو إزالة الغابات آثار فورية ومتتالية على المحاصيل.”

نقطتان عالميتان ساخنتان: الغرب الأوسط الأمريكي وشرق إفريقيا

تسلط الدراسة الضوء على نقطتين ساخنتين من نقاط الضعف: الغرب الأوسط الأمريكي وشرق أفريقيا الاستوائية.

ويشير جيانغ إلى أن حالات الجفاف في الغرب الأوسط أصبحت أكثر تكرارا وشدة في السنوات الأخيرة – حتى في واحدة من أكثر المناطق الزراعية إنتاجية وتقدما من الناحية التكنولوجية في العالم.

وقال جيانغ: “تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن اعتماد الغرب الأوسط الكبير على الرطوبة من مصادر الأرض، من التربة والنباتات المحيطة، يمكن أن يؤدي إلى تفاقم حالات الجفاف من خلال ما نسميه “حلقات التغذية الراجعة لهطول الأمطار”. “عندما تجف الأرض، فإنها تقلل من التبخر، مما يقلل بدوره من هطول الأمطار في المستقبل – مما يخلق دورة جفاف ذاتية التعزيز.”

ولأن هذه المنطقة تعد أيضًا موردًا رئيسيًا لأسواق الحبوب العالمية، فإن الاضطرابات هناك لها آثار مضاعفة تتجاوز حدود الولايات المتحدة. ويشير جيانغ إلى أن المنتجين في الغرب الأوسط قد يحتاجون إلى إيلاء اهتمام أكبر لإدارة رطوبة التربة، وكفاءة الري، وتوقيت الزراعة لتجنب تفاقم إجهاد الجفاف.

وفي المقابل، تواجه منطقة شرق أفريقيا وضعاً أكثر خطورة ولكن لا يزال من الممكن عكس اتجاهه. ويهدد التوسع السريع في الأراضي الزراعية وفقدان الغابات المطيرة المحيطة بتقويض مصادر الرطوبة ذاتها التي تدعم هطول الأمطار في المنطقة.

وقال جيانغ “هذا يخلق صراعا خطيرا”. “يقوم المزارعون بإزالة الغابات لزراعة المزيد من المحاصيل، ولكن هذه الغابات تساعد في توليد الأمطار التي تعتمد عليها المحاصيل. وإذا اختفى مصدر الرطوبة هذا، فإن الأمن الغذائي المحلي سيكون في خطر أكبر.”

ومع ذلك، يرى جيانغ الفرصة وكذلك المخاطر:

“تقع منطقة شرق أفريقيا على الخط الأمامي للتغيير، ولكن لا يزال هناك وقت للعمل. ومن الممكن أن تؤدي الإدارة الأكثر ذكاءً للأراضي – مثل الحفاظ على الغابات واستعادة الغطاء النباتي – إلى حماية هطول الأمطار والحفاظ على النمو الزراعي.”

الغابات كصانعات للمطر

ويؤكد البحث أن الغابات والنظم البيئية الطبيعية حلفاء حاسمون في الزراعة. تطلق الغابات كميات هائلة من بخار الماء في الغلاف الجوي من خلال التبخر والنتح (عندما تنتج النباتات الرطوبة)، مما يؤدي بشكل فعال إلى زرع السحب التي تجلب المطر إلى الأراضي الزراعية القريبة.

وقال جيانغ: “إن غابات المرتفعات تشبه صانعات المطر الطبيعية”. “إن حماية هذه النظم البيئية لا تتعلق فقط بالتنوع البيولوجي، بل تتعلق أيضًا باستدامة الزراعة.”

أداة لإدارة الأراضي والمياه بشكل أكثر ذكاءً

يوفر بحث جيانغ إطارًا علميًا جديدًا يربط بين إدارة الأراضي، وأنماط هطول الأمطار، وتخطيط المحاصيل – وهي علاقة يمكن أن تصبح محورية في استراتيجيات التكيف مع الجفاف في المستقبل.

ومن الممكن أن تساعد تقنية رسم الخرائط الجديدة المعتمدة على الأقمار الصناعية في الدراسة الحكومات والمزارعين على تحديد مكان الاستثمار في البنية التحتية للري، وتخزين مياه التربة، والحفاظ على الغابات للحفاظ على هطول الأمطار بشكل موثوق.

المرجع: “مصادر مياه المحاصيل وقابلية تأثر الأراضي الزراعية العالمية بالمناخ المائي” بقلم يان جيانغ وجينيفر أ. بورني، 24 أكتوبر 2025، استدامة الطبيعة.
دوى: 10.1038/s41893-025-01662-1

تم دعم هذه الدراسة من قبل مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية (NSF INFEWS #1639318) ومركز التحول العالمي في كلية السياسة والاستراتيجية العالمية بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.