美國國家航空暨太空總署（NASA）領導的一項研究顯示，全年降雨模式–特別是降雨事件的頻率和強度–對全球植被健康的影響幾乎與年降雨總量一樣重要。研究表明，降雨頻率較低但強度較大的降雨會使美國西南部等乾旱地區的植物受益，而中美洲熱帶雨林等較濕潤生態系統中的植物則可能因乾旱時間間隔較長而受到損害。

地球的雨天正在發生變化，植物生命也在反應。 這張視覺化圖根據2000 年至2023 年20 多年的數據顯示了全球的平均降水量。 較冷的顏色表示降雨較少的地區。 暖色則表示降雨較多。 資料來源：美國太空總署科學視覺化工作室

美国国家航空航天局（NASA）领导的一项研究显示，全年降雨方式对全球植被的影响几乎与降雨总量一样重要。 这项研究发表在12月11日的《自然》杂志上，研究表明，即使全年降雨总量相近，植物的生长也会因降雨量少、降雨量大还是降雨频率高、降雨量小而发生显著变化。

美國西南部等乾旱環境中的植物往往在降雨集中的時候茁壯成長，從密集但偶爾的降雨中獲益。 相較之下，中美洲熱帶雨林等潮濕地區的植被在這種情況下往往難以生長，這可能是由於它們無法承受暴風雨之間較長時間的乾旱。

科學家曾估計，全球近一半的植被主要受一年降雨量的影響。 領銜作者、馬裡蘭州格林貝爾特市美國太空總署戈達德太空飛行中心的水文學家和生態系統科學家安德魯-費爾德曼說，人們對日變化的作用了解較少。 與一個世紀前相比，降水模式的變化正在產生更強的暴雨–中間的乾旱期更長。

費爾德曼說：「你可以這樣想：如果你有一盆盆栽，如果你在周日給它一整壺水，而在周一、週三和周五給它三分之一壺水，會發生什麼呢？ 把這個問題放大到美國玉米帶或熱帶雨林的面積，答案可能會對作物產量產生影響，並最終影響植物從大氣中清除二氧化碳的數量。

加州羚羊谷經歷了一個潮濕的冬天後，黃色野花和橙色罌粟鋪滿了沙漠。 資料來源：美國國家航空暨太空總署/吉姆-羅斯

研究小組包括來自美國農業部和多所大學的研究人員，他們分析了二十年來的實地和衛星觀測數據，覆蓋面積達數百萬平方英里。 他們的研究區域包括從西伯利亞到巴塔哥尼亞南端的各種地形。

他們發現，地球上42% 的植被陸地表面的植物對每日降雨量的變化非常敏感。 其中，一半多一點的植物在降雨日數較少但降雨強度較大的年份表現較好，通常生長速度加快。 這些植物包括耕地以及草原和沙漠等較乾燥的地形。

相較之下，中低緯度地區的闊葉林（如橡樹、楓樹和山毛櫸）和雨林在這些條件下的表現往往較差。 這種影響在菲律賓和印尼等印度太平洋雨林中尤其明顯。

根據統計，在全球範圍內，日降雨量的變化幾乎與年降雨量的變化同樣重要。

生長中的植物會發出一種光，這種光可以被在地球上空數百英里軌道上運行的NASA 衛星偵測到。 在這幅視覺化圖像中，北美部分地區似乎閃爍著光芒，描繪了一個平均年份。 灰色表示很少或沒有螢光的區域；紅色、粉紅色和白色表示高螢光。 資料來源：美國太空總署科學視覺化工作室

這項新研究主要依靠美國國家航空暨太空總署（NASA）的一套任務和資料集，其中包括”全球降雨量和降雪量綜合多衛星檢索”（IMERG）演算法，該演算法利用國際衛星網路每30分鐘提供地球大部分地區的降雨量和降雪量。

為了衡量植物每天的反應，研究人員計算了一個地區在衛星影像中的綠色程度。 “綠度”也稱為歸一化植被指數，通常用於估算植被密度和健康狀況。 當植物吸收陽光將二氧化碳和水轉化為食物時，葉綠素會”洩漏”未使用的光子。 這種微弱的光稱為太陽誘導螢光，是植物生長旺盛的標誌。

植物螢光肉眼不可見，但可以透過衛星上的儀器偵測到，例如美國太空總署的軌道碳觀測站-2（OCO-2）。 OCO-2 於2014 年發射，它觀測到美國中西部地區在生長季節發出強烈的螢光。

費爾德曼說，這些發現凸顯了植物在地球碳循環過程中所扮演的重要角色。 包括農作物、森林和草原在內的植被形成了一個巨大的碳”匯”，吸收大氣中多餘的二氧化碳。更深入地了解植物如何日復一日、風雨無阻地茁壯成長或衰退，有助於我們更好地理解它們在這一關鍵循環中的作用。

編譯自/ scitechdaily