Per secoli la siccità ha attraversato l'Africa subsahariana settentrionale. Negli ultimi anni, la carenza d'acqua è stata più grave nel Sahel, una fascia di terra semi-arida situata appena a sud del deserto del Sahara e che si estende da costa a costa attraverso il continente, dal Senegal e dalla Mauritania a ovest fino al Sudan e all'Eritrea a est. La siccità ha colpito il Sahel più di recente nel 2012, innescando carenze alimentari per milioni di persone a causa del fallimento dei raccolti e dell'impennata dei prezzi dei generi alimentari.

Vari fattori influenzano queste siccità africane, sia naturali che causati dall'uomo. Uno sbalzo di temperatura periodico nell'Oceano Atlantico, nota come Oscillazione Multidecennale Atlantica, svolge un ruolo, così come il pascolo eccessivo, che riduce la copertura vegetativa, e quindi la capacità del terreno di trattenere l'umidità. Sostituendo il terreno umido della copertura vegetativa, che fornisce vapore acqueo nell'atmosfera per contribuire a generare precipitazioni, con nudo, suolo lucido del deserto che riflette semplicemente la luce del sole direttamente nello spazio, la capacità di precipitazione è diminuita.

Un altro colpevole causato dall'uomo è la combustione di biomassa, mentre i pastori bruciano la terra per stimolare la crescita dell'erba, e gli agricoltori bruciano il paesaggio per convertire il terreno in terreno agricolo e per eliminare la biomassa indesiderata dopo la stagione del raccolto. Come con il pascolo eccessivo, gli incendi seccano il suolo e ostacolano la convezione che porta la pioggia. Piccole particelle chiamate aerosol che vengono rilasciate nell'aria dal fumo possono anche ridurre la probabilità di precipitazioni. Ciò può accadere perché il vapore acqueo nell'atmosfera si condensa su determinati tipi e dimensioni di aerosol chiamati nuclei di condensazione delle nuvole per formare nuvole; quando si accumula abbastanza vapore acqueo, si formano gocce di pioggia. Ma se ci sono troppi aerosol e il vapore acqueo si diffonde in modo più diffuso al punto che le gocce di pioggia non si materializzano.

Il rapporto tra il fuoco e l'acqua nell'Africa subsahariana settentrionale, però, fino a poco tempo fa non era mai stato studiato a fondo. Uno studio pubblicato sulla rivista Lettere di ricerca ambientale , guidato da Charles Ichoku, uno scienziato senior presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, cerca di far luce sulla connessione.

"Volevamo esaminare gli impatti generali della combustione sull'intero spettro del ciclo dell'acqua, " disse Ichoku.

Fare così, Ichoku e i suoi colleghi hanno utilizzato le registrazioni satellitari dal 2001 al 2014 - compresi i dati dello spettroradiometro di imaging a risoluzione moderata della NASA e della missione di misurazione delle piogge tropicali - per analizzare l'impatto degli incendi su vari indicatori del ciclo dell'acqua, vale a dire l'umidità del suolo, precipitazione, evapotraspirazione e il verde della vegetazione. Un altro lavoro svolto dal gruppo si è concentrato più da vicino sull'esame delle interazioni tra nuvole e fumo e anche sugli effetti degli incendi sulla luminosità della superficie.

Quando Ichoku ha usato i dati satellitari per abbinare l'attività del fuoco agli indicatori idrologici, è emerso un modello. "C'è una tendenza per l'influenza netta del fuoco a sopprimere le precipitazioni nell'Africa subsahariana settentrionale, " Egli ha detto.

Per esempio, negli anni che hanno avuto bruciature superiori alla media durante la stagione secca, misurazioni dell'umidità del suolo, l'evaporazione e il verde della vegetazione, che contribuiscono a innescare la pioggia, sono diminuiti nella successiva stagione delle piogge. Anche nelle stagioni secche, la quantità di acqua è diminuita nelle aree con climi più umidi poiché l'incendio è diventato più grave.

I risultati finora mostrano solo una correlazione tra incendi e indicatori del ciclo dell'acqua, ma i dati raccolti dallo studio consentono agli scienziati di migliorare i modelli climatici per poter stabilire una relazione più diretta tra la combustione della biomassa e il suo impatto sulla siccità.

Per esempio, il team di ricerca sta ora incorporando il tasso di emissione di calore radiante dagli incendi e il tasso di conversione della copertura del suolo indotta dal fuoco in modelli regionali, compreso il modello NASA Unified Weather Research and Forecasting. Tale nuova capacità consentirà la simulazione di effetti reali di incendi sulla siccità.

La modellazione futura potrebbe spiegare alcuni dei risultati apparentemente paradossali dello studio, compreso il fatto che, anche se gli incendi sono diminuiti dal 2 al 7% ogni anno dal 2006 al 2013, le precipitazioni in quegli anni non sono aumentate in proporzione.

Ichoku pensa che una possibile ragione per cui una diminuzione degli incendi non ha portato a maggiori precipitazioni ha a che fare con il cambiamento nei tipi di terre che vengono bruciate. Lo studio ha rilevato che nello stesso periodo, più foreste e zone umide venivano convertite in terre coltivate rispetto agli anni precedenti. Nota che le recenti siccità hanno attirato le persone verso aree agricole che hanno più acqua. Lo svantaggio è che tali tipi di terreno forniscono una quantità significativa di umidità all'atmosfera che alla fine diventa pioggia, quindi la loro conversione in terreni agricoli rappresenta una minaccia per la futura disponibilità di acqua.

"La rimozione della copertura vegetale attraverso la combustione aumenterebbe probabilmente il deflusso dell'acqua quando piove, potenzialmente riducendo la loro capacità di ritenzione idrica e invariabilmente l'umidità del suolo, " Disse Ichoku. "L'allevamento risultante probabilmente esaurirebbe piuttosto che conservare l'umidità residua, e in alcuni casi, può anche richiedere l'irrigazione. Perciò, tali conversioni della copertura del suolo possono potenzialmente esacerbare la siccità".