Undersøgelse af tidligere sydasiatiske monsuner tyder på stærkere monsunregn i fremtiden

En ny undersøgelse af monsunregn på det indiske subkontinent gennem de seneste millioner år giver vigtige fingerpeg om, hvordan monsunerne vil reagere på fremtidige klimaændringer.

Studiet, udgivet i Videnskabens fremskridt , fandt ud af, at periodiske ændringer i intensiteten af ​​monsunregn i løbet af de sidste 900, 000 år var forbundet med udsving i atmosfærisk kuldioxid (CO ₂ ), kontinental isvolumen og fugtimport fra den sydlige halvkugle Indiske Ocean. Resultaterne styrker klimamodellens forudsigelser om, at stigende CO ₂ og højere globale temperaturer vil føre til stærkere monsunsæsoner.

"Vi viser, at i løbet af de sidste 900, 000 år, højere CO ₂ niveauer sammen med tilhørende ændringer i isvolumen og fugttransport var forbundet med mere intens monsunregn, " sagde Steven Clemens, en professor i geologiske videnskaber (forskning) ved Brown University og hovedforfatter af undersøgelsen. "Det fortæller os, at CO ₂ niveauer og tilhørende opvarmning var tidligere vigtige spillere i monsunintensiteten, hvilket understøtter, hvad modellerne forudsiger om fremtidige monsuner - at nedbøren vil intensiveres med stigende CO ₂ og opvarmning af den globale temperatur. "

Den sydasiatiske monsun er uden tvivl det mest kraftfulde udtryk for Jordens hydroklima, Clemens siger, med nogle steder, der får flere meter regn hver sommer. Regnen er afgørende for regionens landbrug og økonomi, men kan også forårsage oversvømmelser og afgrødeforstyrrelser i år, hvor de er særligt tunge. Fordi monsunerne spiller så stor en rolle i næsten 1,4 milliarder menneskers liv, forståelse for, hvordan klimaforandringer kan påvirke dem, er kritisk.

For flere år, Clemens har arbejdet sammen med et internationalt team af forskere for bedre at forstå de vigtigste drivkræfter bag monsunaktivitet. I november 2014 forskergruppen sejlede ombord på forskningsfartøjet JOIDES Resolution til Bengalsbugten, ud for Indiens kyst, at genvinde sedimentkerneprøver fra under havbunden. Disse kerneprøver bevarer en rekord af monsunaktivitet, der spænder over millioner af år.

Regnvandet produceret af monsunerne hver sommer dræner til sidst det indiske subkontinent ind i Den Bengalske Bugt. Afstrømningen skaber et lag af fortyndet havvand i bugten, der rider på toppen af ​​den tættere, mere saltvand nedenfor. Overvandet er et levested for mikroorganismer kaldet planktoniske foraminifera, som bruger næringsstoffer i vandet til at konstruere deres skaller, som er lavet af calciumcarbonat (CaNO ₃ ). Når skabninger dør, skallerne synker til bunds og bliver fanget i sediment. Ved at tage kerneprøver af sediment og analysere iltisotoperne i disse fossiler, videnskabsmænd kan spå saltholdigheden af ​​vandet, som væsnerne levede i. Dette saltholdighedssignal kan bruges som en indikator for skiftende nedbørsmængder over tid.

Andre data fra prøverne supplerer foraminiferdataene. Flodafstrømning i bugten bringer sediment fra kontinentet med sig, giver endnu en indikator for regnens intensitet. Kulstofisotopsammensætningen af ​​plantemateriale skyllet ind i havet og begravet i sediment giver endnu et nedbørsrelateret signal, der afspejler ændringer i vegetationstype. Brintisotopsammensætningen af ​​voks på planteblade varierer i forskellige nedbørsmiljøer, og den signatur kan også rekonstrueres fra sedimentkerner.

"Ideen er, at vi kan rekonstruere nedbør over tid ved hjælp af disse proxyer, og se derefter på andre palæoklimadata for at se, hvad der kan være de vigtige drivkræfter bag monsunaktivitet, " sagde Clemens. "Det hjælper os med at besvare vigtige spørgsmål om de faktorer, der driver monsunerne. Er de primært drevet af eksterne faktorer som ændringer i Jordens kredsløb, som ændrer mængden af ​​solstråling fra solen, eller er interne faktorer i klimasystemet som CO ₂ , isvolumen og fugttransporterende vinde vigtigere?"

Forskerne fandt ud af, at perioder med mere intens monsunvind og nedbør havde tendens til at følge toppene i atmosfærisk CO ₂ og lavpunkter i global isvolumen. Cykliske ændringer i Jordens kredsløb, der ændrer mængden af ​​sollys, hver halvkugle modtager, spillede også en rolle i monsunens intensitet, men kunne på egen hånd ikke forklare monsunvariabiliteten. Taget sammen, fundene tyder på, at monsuner faktisk er følsomme over for CO ₂ -relateret opvarmning, som validerer klimamodel forudsigelser om at styrke monsuner i forhold til højere CO ₂ .

"Modellerne fortæller os, at i en opvarmende verden, der kommer mere vanddamp i atmosfæren, " sagde Clemens. "Generelt, regioner, der får meget regn nu, vil få mere regn i fremtiden. Med hensyn til de sydasiatiske monsuner, det er helt i overensstemmelse med, hvad vi ser i denne undersøgelse."