Процесс удержания почвой воды удалось смоделировать ученым из университета Мерилэнда, 13 октября сообщает журнал Water Resources Research.

Способность почвы удерживать воду — сложный процесс, который зависит, среди прочего, от изменений состава почвы, морфологии поверхности, локальной температуры, влажности и ветра.

Ученые попытались смоделировать этот процесс для обычного сельскохозяйственного случая: почва в присутствии остатков мульчи, остатков погибшей озимой покровной культуры. Известно, что мульча оказывает стабилизирующее воздействие на почву, изолирует ее от солнечного света, снижает скорость воды, текущей по поверхности, и минимизирует колебания температуры.

Авторы применили модель, основанную на методе конечных элементов. Для этого они разбили моделируемую область на ряд дискретных слоев. На поверхности находится граница раздела между мульчей и воздухом. Под этим слоем находится ряд слоев мульчи, а внизу проходит граница мульчи и почвы.

Затем различные входные данные распространяются по слоям на основе их управляющих уравнений. Осадки, например, сначала поступают из атмосферы и постепенно поглощаются по мере прохождения через каждый слой.

Эти физические процессы интегрированы в существующую модель MAIZSIM, которая рассчитывает дополнительные биологические процессы, такие как рост растений и влияние этого роста на почву.

Авторы провели два моделирования, чтобы продемонстрировать, что модель дает правдоподобные результаты в ответ на такие события, как ливни и разложение органики. Они обнаружили, что она качественно адекватна. Однако для получения точных количественных результатов в будущем потребуется откалибровать различные модули модели с использованием данных, собранных на местах.