Varmere verden kan bringe flere lokale, mindre global, temperaturvariation

Mange tropiske eller subtropiske regioner kan se kraftige stigninger i naturlige temperaturvariationer, efterhånden som jordens klima opvarmes i løbet af de kommende årtier, en ny Duke University-ledet undersøgelse tyder på.

Disse lokale ændringer kan forekomme, selvom Jordens globale gennemsnitlige overfladelufttemperatur (GMST) sandsynligvis bliver mindre variabel, viser undersøgelsen.

"Denne nye opdagelse er i modstrid med den populære forestilling om, at når klimaet opvarmes, temperaturvariation vil stige, og vejret bliver mere ustabilt overalt, " sagde Patrick T. Brown, en postdoc forsker ved Carnegie Institution for Science, som ledede undersøgelsen, mens han var doktorand ved Duke's Nicholas School of the Environment.

"Vores forskning tyder på et andet scenarie:Global utvunget temperaturvariation vil faktisk falde, ikke stige, mens jorden opvarmes, men lokal årti-til-årti-variabilitet kan stige med så meget som 50 procent nogle steder, " sagde Brown.

Utvunget, eller naturligt, temperaturvariationer kan være forårsaget af interaktioner mellem atmosfæren, havstrømme og havis. Disse udsving kan enten maskere eller forværre menneskeskabte klimaændringer i et årti eller to ad gangen, bemærkede han.

Fordi milliarder af mennesker lever i tropiske eller subtropiske områder, der kan opleve øget temperaturvariation, og fordi disse regioner er kritiske for biodiversiteten, fødevareproduktion og klimaregulering, "det er vigtigt, at vi forstår omfanget af utvungen årti-til-årti-variabilitet, der kan forekomme der, og de mekanismer, der driver det, " han sagde.

Brown og hans kolleger offentliggjorde deres peer-reviewede papir 4. september i tidsskriftet Natur klimaændringer .

For at gennemføre undersøgelsen, de inspicerede først en klimamodel, der blev kørt under præindustrielle forhold. Modellen, som blev udviklet på NOAA's Geophysical Fluid Dynamics Laboratory, simulerer klima under evige atmosfæriske forhold svarende til dem, man oplevede på Jorden før den udbredte udledning af industrielle drivhusgasser. Dette giver forskerne mulighed for at få et klarere billede af de kræfter, der forårsager variation i fravær af menneskelige drivere.

"For at isolere utvungen variabilitet, vi så på modellens output uden at ændre nogen af ​​dens miljøparametre, såsom atmosfæriske kuldioxidniveauer, solstråling eller vulkansk aktivitet, over en teoretisk 900-årig periode, " forklarede Brown.

På anden kørsel, forskerne fordoblede modellens atmosfæriske kuldioxidniveauer for at simulere forventede fremtidige forhold.

"I det fordoblede CO2-løb, vi så et fald på 43 procent i den globale temperaturvariation, men med lokale stigninger på op til 50 procent i mange landområder i troperne og subtroperne, " sagde Brown.

Konsistente resultater blev opnået ved hjælp af lignende eksperimenter på andre klimamodeller.

Hvad sker der, Brown sagde, er som Jorden opvarmes på grund af stigende CO2, der er mindre is på høje breddegrader, hvilket betyder mindre albedo - jo mindre refleksion af solenergi tilbage i rummet.

"Albedo-feedback er en stor bidragyder til utvunget variabilitet fra årti til årti. Når Jordens atmosfære naturligt bliver en smule varmere, mere af den reflekterende havis på høje breddegrader smelter. Dette eksponerer mere vand, som absorberer solenergi og forstærker den indledende opvarmning, forbedring af GMST-variabiliteten, " forklarede han. "Men vi fandt ud af, at når man fordobler CO2-niveauerne i en klimamodel for at efterligne fremtidige forhold, havisen smelter så meget, at denne albedo-feedback ikke længere kan spille en stor rolle i at forstærke den naturlige temperaturvariation."

Slutresultatet er mindre variabilitet globalt - især på de høje breddegrader - men mere variabilitet i troperne.

"Dette tyder på, at de præindustrielle kontrolkørsler, vi har brugt, ikke er ideelle til at studere, hvordan utvunget variabilitet vil se ud i fremtiden, " sagde Wenhong Li, lektor i klima ved Duke's Nicholas School. "Men det kan måske inspirere flere modelgrupper til at køre modeller under evige forhold, der afspejler, hvad vi forventer i fremtiden."