Emissioner forårsager forsinkelse i nedbøren

Jorden bærer mange tegn på menneskelig indflydelse, fra opvarmning, der overstiger præindustrielle temperaturer til et stigende hav. Føj til listen, nu, den menneskelige indflydelse på tidspunktet for Jordens vandcyklus, afsløret af en ny undersøgelse ledet af forskere ved U.S. Department of Energy's Pacific Northwest National Laboratory.

Forskningen, offentliggjort i denne uge i tidsskriftet Naturens klimaforandringer , skræl lag af klimatologisk støj tilbage for at afdække et klart signal:fra 1979 til 2019, stigninger i drivhusgasser og reduktioner i menneskeskabte aerosoler udløste en omtrentlig fire dages forsinkelse i sæsonbestemt nedbør over tropisk land og Sahel. Forsinkelsen kan betyde forsinket afgrødeproduktion, forværrede hedebølger, og forværrede skovbrande, blandt andre konsekvenser.

"Den globale opvarmning, vi har set, er allerede blevet tilskrevet menneskelige aktiviteter med stor tillid, "sagde den atmosfæriske videnskabsmand Ruby Leung, der var medforfatter til undersøgelsen. "Men, historisk set vi har ikke haft særlig succes med at fastslå fodaftrykket for menneskelig aktivitet i den hydrologiske cyklus. Denne undersøgelse viser, at Ja, den senere begyndelse af monsunregn, parret med fremtidig opvarmning projekteret af klimamodeller, er allerede kommet frem. "

Mere fugt

Ironisk, regnforsinkelsen skyldes en stadig mere fugtig atmosfære. Når drivhusgasser opvarmer Jordens overflade, mere vanddamp kommer ind i atmosfæren. Denne ekstra fugt øger mængden af ​​energi, der er nødvendig for at opvarme atmosfæren, når foråret overgår til sommer, som kan ændre timingen af ​​regntider.

"Når der er mere vanddamp i atmosfæren, det bliver mere havlignende, "sagde jordforsker og første forfatter Fengfei Song." Og vi ved, at havet tager længere tid at varme op end atmosfæren. Mere fugt betyder, at det vil tage længere tid for atmosfæren at absorbere energi og producere nedbør. "

Menneskegenererede aerosoler, ligesom de partikler, der produceres ved afbrænding af fossile brændstoffer, har en tendens til at reflektere sollys. Disse afkøler atmosfæren og undergraver den opvarmningstendens, der skyldes drivhusgasser.

Men, da aerosolkoncentrationer fortsat falder fra bestræbelser på at forbedre luftkvaliteten, noget af den kølende effekt går tabt, som eskalerer både opvarmning og forsinkelsen af ​​monsunregn i de seneste årtier, ifølge undersøgelsen.

Hvis aerosolkoncentrationerne fortsat falder, og drivhusgaskoncentrationerne fortsat stiger, forsinkelsen vil strække sig i fremtiden, sagde Leung. Undersøgelsens forfattere projekterer, at ved slutningen af ​​århundredet, regntiden kan blive yderligere forsinket med mere end fem dage over det nordlige tropiske land og mere end otte dage over Sahel.

"For monsunregioner, ligesom Indien, med en landbrugsøkonomi, "sagde Leung, "en forsinket begyndelse af sommernedbør kan ødelægge afgrødeproduktionen og bringe livsstilen for store befolkninger i fare, medmindre landmænd genkender og tilpasser sig de langsigtede ændringer midt i den meget variable monsundato. "

Hvad er den hydrologiske cyklus?

Det meste af Jordens vand ligger i havet. Sollys opvarmer havet, og noget af det vand stiger op fra overfladen som damp. Den vanddamp, sammen med vand, der kommer fra planter, og vand fordampet fra jorden, kan kondensere og producere skyer og nedbør, når den støder på stigende luft.

Stigende luftstrømme er stærkest i troperne, hvor solstrålingen er stærkest. Se på vores planet fra rummet, og du vil se produktet af disse stærke, fugtrige luftstrømme:Jordens signaturregnbånd, kraftig med storm og byger, omkranser planeten omkring dens midte.

Når årstiderne skifter og solen vandrer mellem halvkugler, regnbåndet bevæger sig. Når bandet når land, det markerer starten på monsunsæsonen, leverer rigelig vandforsyning til både tropiske skove og de store befolkninger, der lever inden for og i nærheden af ​​dem.

I en verden, der blev varmere af menneskelig aktivitet, en mere fugtfyldt atmosfære gemmer mere energi, forsinker regnbåndets bevægelse og begyndelsen af ​​monsunregn.

Et signal blandt støj

Forskere projekterede først regnforsinkelsen gennem klimamodellering for cirka et årti siden. At kunne pege på forsinkelsen inden for observationsrekorden, imidlertid, vist sig udfordrende. Man måler ikke bare global nedbør; vanskeligheden, sagde Leung, er todelt.

Først, at afkoble menneskeskabt indflydelse fra den daglige eller år-til-år-variation i Jordens klima er hårdt arbejde. Tænk på at prøve at identificere en enkelt stemmes signaturlydbølge i en optagelse fyldt med baggrundschatter.

"Temperatur og nedbør er ikke ens hvert år, "sagde Leung." Der er en enorm variation. "

Den anden udfordring stammer fra dataindsamling. Hvor den historiske rekord af global temperatur har været langvarig, datarige, og direkte målt, rekorden for global nedbør er relativt kort og opsat af usikkerhed.

Satellitter måler global nedbør indirekte ved at detektere energi reflekteret af skyer og regndråber, som præger en vis usikkerhed. Udbredt satellitbrug begyndte i slutningen af ​​1970'erne, efterlader en rekord på kun flere årtier.

Afsløring af forsinkelsessignalet begravet i støj fra klimaforandringer kom, da globale nedbørsdata blev mere og mere tilgængelige, og klimamodeller blev mere robuste. Ved at bruge otte observationsdatasæt parret med 243 simuleringer foretaget gennem flere modeller, undersøgelsens forfattere kunne endelig vise, at nedbøren faktisk var forsinket om foråret på den nordlige halvkugle.

Meget af sæsonskiftet kom som et resultat af den økonomiske udvikling efter Anden Verdenskrig, der medførte øgede drivhusgasemissioner og, efterfølgende, en reduktion af aerosolemissioner begyndende i 1980'erne, ifølge undersøgelsen. Menneskelig aktivitet var ikke den eneste drivkraft bag forsinkelsen, imidlertid. Decadal havoverfladetemperaturvariation, blandt andre faktorer, kan også have bidraget til sæsonskiftet.