토양 수분은 지역 기후에 거대한 영향을 미치지만 그 연관성 중 많은 부분이 아직 불명확하다. 

스위스 연방공과대학교(ETH Zurich)의 대기기후과학연구소(Institute for Atmospheric and Climate Science)와 벨기에, 네덜란드 과학자들은 여름 오후에 비가 언제, 어느 곳에서 가장 빈번한지를 시험했다. 그들은 토양이 건조 또는 습해지는 날에 강우가 더 많은지를 해명하고 또한 최근에는 가장 많은 강우가 올 가능성이 있었던 지역을 파악하기 원한다. 이 같은 연구를 수행하게 된 이유는 다른 과학자들이 발견한 반대 현상들 때문이다. 어떤 연구자들은 토양 수분이 높은 특별한 날 오후에 강우를 관측했지만 다른 이들은 표면적으로 반대의 결론에 도달하기도 한다. 비가 주변 주역보다 가장 건조한 장소에서 내렸다는 것이다. 

새로운 연구는 몇 가지 명확한 사실을 제시한다. 

논문의 주저자인 옥스퍼드 대학교(University of Oxford) 토양 기후 역학 교수 베노이트 길로드(Benoit Guillod)는 “대체로 토양 습도가 높은 날에 비가 내리지만 최대 강우는 가장 건조한 소구역에 내렸다”고 전했다. 

이 현상은 태양이 지표면을 가열하고 그로 인해 호수와 강, 해양, 지면의 물을 증발시키는 하루의 과정을 통해 설명될 수 있다. 이 같은 물의 증발은 하루 종일 일어나는데 공기층이 더 차갑고 더 응축된 곳에서 발생하며 이후 강우가 내린다. 토양 수분은 강우에 결정적인 역할을 하는데 해안에서 매우 먼 곳일수록 특히 더 우세하다. 토양 수분이 더 많을수록 더 많은 물이 증발하고 강우 가능성은 증가한다. 

비가 오는 곳은 정확하게 어디인가? 습한 지역 내에서는 토양수분이 낮은 지역이 가장 따뜻한 공기를 만들어 수증기를 가장 높이 상승하게 하며 따라서 가능한 빨리 더 차가운 공기를 만나게 한다, 그 결과 이 지역에서 강우가 가장 빈번하게 발생한다. 

이러한 연구결과를 얻기 위해 과학자들은 무수한 데이터를 탐색했다. 비록 토양 수분이 중요한 기후인자이지만 지구적인 정보는 부족하다. 기후 인자로서 토양 수분은 여전히 연구가 충분하지 못하다. 

현재까지 이 분야에서 스위스가 몇 안 되는 선구자 중 하나이며 대기기후과학연구소(Institute for Atmospheric and Climate Sciences)는  2008년 이후  모니터링 네트워크를 시작하고 있다. 스위스 연방공과대학교는 Agroscope Reckenholz-Tänikon 및 MeteoSwiss와 함께 SwissSMEX 프로젝트의 일환으로 스위스 전역에 토양 센서가 있는 19개 사이트를 만들고 있다. 토양 온도와 수분 함량은 다양한 깊이에서 기록된다. 

이처럼 정밀한 측정은 세계적으로 드물다. 연구를 위해 과학자들은 인공위성을 이용했으며 지표면으로부터 2~3cm 깊이의 수분과 관련된 정보를 전송받았다. 그러나 지표면의 정밀한 수분증발 조사와 관련해 지표면 자료는 충분하지 못했다. 많은 물은 토양 깊은 곳에 있는 뿌리로 수분을 흡수하는 식물을 통해 증발한다. 과학자들은 토양 수분은 1미터 깊이까지 존재하는 것으로 추정했다. 

과거의 연구는 공간적 측면 또는 시간적 측면에서 제약을 받았다. 

이에 대해 길로드는 “우리는 지구 표면에 그리드를 표시하고 알고리즘을 통해 2002~2011년에 발생한 10만개 이상 되는 강우 이벤트를 확인했다”면서 “우리의 연구는 토양 수분과 강우사이의 모든 시간과 공간 관련성을 최초로 보여줬다”고 말했다. 

그렇지만 그는 “비가 정확하게 내리는 시기에 대한 질문은 프로세스의 복잡성 때문에 완전히 명확하게 답할 수 없다”면서 이른 결론에 대해 경고했다. 더 고성능의 컴퓨터와 정밀한 시뮬레이션, 모델 실험을 통해 토양 수분과 대기 프로세스의 영향을 받는 미래 강우 이벤트의 규모를 파악하는데 더욱 해답을 줄 것이다. 

이 질문에 대한 대답은 미래의 다른 기후 프로세스를 더욱 이해하는데 도움이 될지도 모른다. 

논문의 또 다른 저자인 세레비라트네(Seneviratne)는 “이들은  토양 수분과 식물사이의 상호관계 등의 다른 결론을 도출할 수 있다”고 밝혔다. 

출처 http://www.sciencedaily.com/releases/2015/03/150306102714.htm