Forskere ser fingeraftryk af opvarmende klima på tørker, der går tilbage til 1900

I en usædvanlig ny undersøgelse, videnskabsmænd siger, at de har opdaget fingeraftrykket af menneske-drevet global opvarmning på mønstre af tørke og fugt over hele verden så langt tilbage som 1900. Stigende temperaturer er veldokumenteret tilbage i det mindste så langt, men det er første gang, forskere har identificeret resulterende langsigtede globale effekter på de vandforsyninger, der fodrer afgrøder og byer. Blandt observationerne forskerne dokumenterede tørring af jord i store dele af det folkerige Nordamerika, Mellemamerika, Eurasien og Middelhavet. Andre områder, inklusive det indiske subkontinent, er blevet vådere. De siger, at tendenserne vil fortsætte, med alvorlige konsekvenser for mennesker. Undersøgelsen vises i denne uge i det førende tidsskrift Natur .

Generelt, forskere er enige om, at efterhånden som den globale opvarmning skrider frem, mange nu tørre områder vil blive tørrere, og de våde bliver vådere. Nogle nyere undersøgelser tyder på, at menneskeskabt opvarmning har intensiveret tørke i bestemte regioner, herunder en nu næsten 20 år lang vedvarende tørke i det sydvestlige USA. Imidlertid, den sidste rapport fra det mellemstatslige panel om klimaændringer siger, at tilliden til at tilskrive specifikke igangværende begivenheder direkte til mennesker stadig er tilfældig.

Den nye undersøgelse kombinerer computermodeller med langsigtede observationer for at antyde, at systemiske ændringer i det, forskerne kalder hydroklimaet, allerede er i gang over hele verden, og har været det i nogen tid. Forskerne så ikke kun på nedbør, men snarere jordfugtighed, en mere subtil målestok, der afbalancerer nedbør mod fordampning, og er den kvalitet, der er mest direkte relevant for landbrug og skovbrug. De brugte træringe, der går 600 til 900 år tilbage til at estimere jordfugtigheden, før menneskeskabte drivhusgasser begyndte at stige, sammenlignede derefter disse data med træringe fra det 20. århundrede og moderne instrumentelle observationer, for at se, om de kunne udvælge tørkemønstre, der matcher dem, der er forudsagt af computermodeller, midt i støjen fra naturlige årlige eller dekadale regionale vejrvariationer.

"Vi spurgte, ser den virkelige verden ud som, hvad modellerne fortæller os at forvente?" sagde studiemedforfatter Benjamin Cook fra NASA Goddard Institute for Space Studies og Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory. "Svaret er ja. Den store ting, vi lærte, er, at klimaændringer begyndte at påvirke globale tørkemønstre i begyndelsen af ​​det 20. århundrede. Vi forventer, at dette mønster bliver ved med at dukke op, efterhånden som klimaændringerne fortsætter."

Hovedforfatter Kate Marvel, en klimamodeller ved Goddard og Columbia University, sagde, "Det er ufatteligt. Der er et virkelig klart signal om virkningerne af menneskelige drivhusgasser på hydroklimaet."

Jordfugtighed er et komplekst problem, fordi nedbør og fordampning kan arbejde sammen, eller mod hinanden. Varmere luft kan transportere mere fugt, og dermed mere regn eller sne. Men varmere luft kan også fordampe mere fugt fra jorden og føre den væk, opvejer nedbør. Det er sandsynligvis den faktor, der nu virker i det udtørrende vestlige USA, og muligvis andre steder, der har oplevet den seneste store tørke. "Nedbør er kun udbudssiden, " sagde studiemedforfatter Jason Smerdon, en Lamont-Doherty palæoklimatolog. "Temperaturen er på efterspørgselssiden, den del, der udtørrer tingene." Hvilken del der dominerer afhænger af komplekse faktorer, herunder vindmønstre, årstider, skyer, topografi og nærhed til de fugtgivende oceaner.

Forskerne identificerede tre forskellige perioder i deres undersøgelse. Den første var 1900 til 1949, når de siger, at det globale opvarmningsfingeraftryk var det mest åbenlyse. I løbet af denne tid, som forudsagt af modeller, tørring blev set i Australien, store dele af Mellemamerika og Nordamerika, Europa, Middelhavet, det vestlige Rusland og det sydøstlige Asien. På samme tid, det blev vådere i det vestlige Kina, store dele af Centralasien, det indiske subkontinent, Indonesien og det centrale Canada.

Fra 1950 til 1975, mønsteret spredt i tilsyneladende tilfældige begivenheder. Forskerne mener, at dette kan være relateret til enorme mængder af industrielle aerosoler, der derefter hældes i luften uden moderne forureningskontrol. Disse kan påvirke regional skydannelse, nedbør og temperatur, ved, blandt andet, blokerer solstråling og giver kerner til fugtdråber. Forskerne mener, at de komplekse virkninger af aerosoler sandsynligvis kastede en abenøgle ud i vejret mange steder, maskering af virkningerne af drivhusgasser, selvom disse gasser fortsatte med at stige.

Derefter, fra 1970'erne, mange industrilande inklusive USA begyndte at indføre gradvist strengere love om ren luft. Selvom industriaktiviteterne fortsatte med at vokse, aerosols quickly leveled off or slightly declined in many places. Men samtidig, greenhouse-gas emissions continued spiraling up, along with temperatures. Som resultat, siger forskerne, the global-warming signature on hydroclimate began re-emerging around 1981. The signal is not yet as obvious as it was in the early 20th century, but it continues to rise, especially since around 2000.

"If we don't see it coming in stronger in, sige, the next 10 years, we might have to wonder whether we are right, " said Marvel. "But all the models are projecting that you should see unprecedented drying soon, in a lot of places."

Many of the areas expected to dry out are centers of agricultural production, and could become permanently arid. "The human consequences of this, particularly drying over large parts of North America and Eurasia, will likely be severe, " says the study.

Precipitation over much of central America, Mexico the central and western United States and Europe is projected to stay about the same, or even increase. Men, according to both the new study and a separate 2018 paper, rising temperatures and resulting evaporation of moisture from soils in those regions will probably predominate. The Mediterranean region is expected to be hit with a double whammy of both less rainfall and more heat-driven evaporation. Adding to the drought dynamics of all the affected areas:populations are expected to continue increasing, adding to water demand. According to an earlier Lamont-Doherty study, a 2006-2010 drought leading up to the disastrous Syrian civil war was probably made more likely by warming climate, and the drought may have helped create the social and economic conditions that sparked the initial rebellion.

Some areas are expected to get wetter, but this may not necessarily be good. India and some surrounding nations are expected to get more rain, because they sit squarely in the path of monsoon winds that pick up moisture from the Pacific and Indian oceans, and those oceans are getting warmer. But the rain may come perhaps more often in overwhelming storms, and not necessarily at times when it is needed.

The new study was made possible in part by recently published atlases of tree-ring chronologies from thousands of sites around the world, going back as far as 2, 000 år. These gave the researchers a baseline of how weather varied before humans started heavily affecting it. The atlases are largely the work of Lamont-Doherty scientist Edward Cook, father of study coauthor Benjamin Cook. The North American drought atlas came out in 2004, followed by a Monsoon Asia atlas in 2010, and compilations for Europe and the Mediterranean, Mexico and Australia/New Zealand in 2015. (One for South America is on the way; much of Africa still remains uncovered.)

"This important paper offers new insights into the link between increasing atmospheric greenhouse gases and regional droughts, both in the past and increasingly in the future, " sagde Peter Gleick, cofounder of California's Pacific Institute, and expert on climate and water issues. "It also confirms the growing sophistication of our climate models and improves the tools available to detect and identify the fingerprint of human impacts on extreme hydrologic events."