Stigning i drivhusgas, partikelforurening emissioner driver regional tørring rundt om i verden

På trods af tørkens ødelæggende indvirkning på menneskelige og naturlige systemer, årsagerne til, at langsigtet regional tørring forekommer, er stadig dårligt forstået.

Forskning ledet af Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) forskere har identificeret to signaturer eller "fingeraftryk", der forklarer, hvorfor tørre forhold spreder sig over hele verden, og hvorfor det vestlige USA har haft en tendens til tørkeforhold siden 1980'erne, mens det afrikanske Sahel er kommet sig over sin langvarige tørke. Undersøgelsen vises i 6. juli-udgaven af Natur klimaændringer .

Holdet af amerikanske og canadiske forskere fandt ud af, at siden 1950, menneskeskabte drivhusgasser og partikelformig atmosfærisk forurening har påvirket globale ændringer i temperatur, nedbør og tørhed på to forskellige måder, hver giver et forskelligt fingeraftryksmønster.

Det grundlæggende mål med fingeraftryk er at adskille de relative roller af naturlige og menneskelige påvirkninger på det globale klima. Mens det har hjulpet med at identificere en mærkbar menneskelig indflydelse i observationsregistreringer af temperatur, vanddamp, nedbør og snepakning, denne tilgang baseret på fingeraftryk er ikke blevet brugt særlig ofte i ariditetsforskning.

Ved at bruge en ny fingeraftryksanalyse med fokus på ledsvingninger i temperatur, nedbør og tørhed i klimamodelsimuleringer og -observationer, holdet identificerede to store mekanismer, der har drevet global tørhedsændring.

"Klimaet, vi oplever, er påvirket af mange faktorer, " sagde LLNL klimaforsker Celine Bonfils, hovedforfatter af papiret. "I naturen, atmosfæren er meget støjende, men den reagerer også på eksterne faktorer, der virker i forskellige hastigheder og steder, lidt som hvordan forskellige musikinstrumenter bidrager til en sang, hver med deres egne tonale signaturer, rytmer og placeringer i sangen."

Disse eksterne faktorer omfatter den velkendte 11-årige udsving i solens energi; den episodiske tromling af vulkanudbrud, der skygger for Jorden fra solen i et til tre år; det ledsagende kor af partikelformige aerosoler udsendt fra Europa, Nordamerika, Kina og Indien, der skygger for Jorden og ændrer dens skyegenskaber; og det rungende crescendo af den gradvise ophobning af drivhusgasser. Fordi hver af disse eksterne faktorer har en karakteristisk klang, som for hvert af musikinstrumenterne, dette hold af videnskabsmænd har været i stand til at detektere deres særskilte individuelle resonanser i klimaobservationer.

I dette studie, holdet fandt to store tvangsændringer i klimasystemet, der opstår fra "baggrundsstøjen" produceret af tilfældige interne klimaprocesser. "Det er lidt som at fange to forskellige sange, der spilles samtidigt ud fra en støjende baggrund, "Sagde Bonfils.

En sang er højere og tydeligere:Det dominerende fingeraftryk er præget af global opvarmning, intensiverede våd-tørre nedbørsmønstre, og progressiv storstilet kontinental tørhed - alt sammen i høj grad drevet af en langsomt udviklende stigning i drivhusgasemissioner.

Det andet og mere subtile fingeraftryk fanger en temperaturkontrast mellem den nordlige og sydlige halvkugle, styret af den kølende indflydelse fra partikelforurening udledt fra Europa og Nordamerika frem til 1980'erne. Denne temperaturkontrast flyttede det tropiske regnbælte sydpå, væk fra den køligere nordlige halvkugle, forårsager mere nedbør over det vestlige USA og mindre over Sahel og Indien. Efter at forureningsreglerne blev indført i henhold til Clean Air Act, det tropiske regnbælte flyttede tilbage mod nord, bringer mindre nedbør til det vestlige USA og mere til Sahel.

"De vigtigste bidragende instrumenter til denne sammenflettede mashup er den konstante stigning i drivhusgasser, den tidsmæssige udvikling af partikelforurening og den episodiske forekomst af vulkanudbrud, som alle bidrog på enestående måder, " sagde Bonfils.

"Forståelse af, hvordan drivhusgas-induceret udbredt tørhed vil blive moduleret regionalt af fremtidige sulfataerosol-emissioner, er et væsentligt krav for at kunne lave pålidelige forudsigelser af det 21. århundredes hydroklimaændringer, " sagde John Fyfe, en medforfatter fra Canadian Center for Climate Modeling and Analysis. "Disse forudsigelser vil hjælpe med at informere kritiske beslutninger om vand, fødevare- og energisikkerhed – ikke kun for USA og Canada, men også for andre regioner rundt om i verden."