Klimaforskere retter fejlagtige nedbørsforudsigelser for Kinas brødkurv

Klimamodeller havde indtil for nylig ikke præsteret særlig godt og forudsagde variation i forårets nedbør over det nordøstlige Kina, der er hjemsted for nogle af landets vigtigste kornproduktion. Denne usikkerhed sætter potentielt fødevaresikkerheden i landet – og endda verdens – i fare. Forskere har imidlertid nu identificeret problemet:et tidligere uidentificeret større skift, der skete i midten af ​​1980'erne i atmosfæriske strømme fra Nordatlanten som følge af en svækkelse af jetstrøm.

Deres resultater er rapporteret i et papir offentliggjort i tidsskriftet Advances in Atmospheric Sciences den 12. august.

Det nordøstlige Kina, inklusive Heilongjiang-provinsen – landets største kornproducent – ​​er en af ​​landets største brødkurve. Områdets landbrug er nøglen til landets grundlæggende fødevareselvforsyning. Og såsæsonen kommer om foråret der. Som følge heraf vil enhver forandring, der måtte være forårsaget af global opvarmning til forårsnedbør i regionen, være afgørende at forstå for at sikre fødevaresikkerhed for de 1,4 milliarder mennesker, der gør landet til deres hjem. Og hvis Kinas evne til at brødføde sig selv er truet, er resten af ​​verden også truet.

Desværre har klimamodeller indtil nu ikke gjort et særlig godt stykke arbejde med at simulere variationer i forårsregn over det nordøstlige Kina – som også omfatter provinserne Jilin, Liaoning og det østlige Indre Mongoliet – sammenlignet med hvor godt de klarer sig for andre områder.

"Man havde længe troet, at havoverfladetemperaturen over Nordatlanten var tæt forbundet med forårsnedbør i det nordøstlige Kina," sagde Zhiwei Zhu, hovedforfatter af papiret og forsker ved Key Laboratory of Meteorological Disaster ved Nanjing University of Information Videnskab og teknologi. "Men dette var en for grov forståelse, og sæsonbestemte forudsigelser for det nordøstlige Kina er lige blevet fuldstændig ude af forhold til, hvor godt modeller udfører sæsonbestemte forudsigelser for resten af ​​landet."

Det kan virke langt ude, at havoverfladetemperaturen i Nordatlanten kan påvirke forårsregn så langt væk som det nordøstlige Kina, men en sådan langdistanceproduktion af anomalier finder sted tusindvis af kilometer væk - kaldet "teleforbindelser" af klimaforskere og oceanografer -er almindelige både i atmosfæren og havet.

Et eksempel på sådanne teleforbindelser er Rossby-bølger, også kaldet planetbølger, vestenvinde, der flyder i meget store bølgemønstre, der bugter sig fra syd til nord og tilbage igen. Rossby-bølger dannes som et resultat af Jordens rotation og bidrager til overførsel af varme fra troperne til polerne og af kold luft til troperne. En række af disse bølger kaldes et bølgetog.

"Men vores forudsigelser baseret på disse teleforbindelser var på en eller anden måde forkerte," tilføjede professor Zhu.

For bedre at få styr på, hvad der skete i det nordøstlige Kina, lavede forskerne en frisk analyse, der tog højde for gennemsnitlige månedlige nedbørsdata fra målestationer i hele Kina og månedlige gennemsnitlige havoverfladetemperaturer taget af US National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) ) over en periode på tres år (1961-2020).

De fandt ud af, at der havde været en stor ændring i de atmosfæriske teleforbindelser mellem det tropiske nordatlantiske hav og det nordøstlige kinesiske forårsregn på den tid.

Indtil midten af ​​1980'erne var forårsregn i det kinesiske nordøst blevet forbundet med et Rossby-bølgetog, der forplantede sig langs den vestlige jetstrøm og var koblet til ekstratropisk (midt-breddegrad) nordatlantisk havoverfladetemperatur, ikke tropiske havoverfladetemperaturer.

Så, i midten af ​​firserne, skete der et brat skift, og lige siden har nordøstkinesisk forårsregn været forbundet med et helt andet Rossby-bølgetog, der forplanter sig langs en storcirkelrute (den korteste rute mellem to punkter på overfladen af en kugle), der er koblet med tropiske nordatlantiske havoverfladetemperaturer.

Efterhånden som de atmosfæriske teleforbindelser har ændret sig, har eventuelle unormale havoverfladetemperaturer forbundet med dem også ændret oprindelsen af ​​den nordøstkinesiske forårsregn.

I det væsentlige fandt de ud af, at forbindelsen mellem det nordøstlige Kinas forårsregn og den nordatlantiske regionale havoverfladetemperatur er ustabil, ikke permanent, som man tidligere havde troet.

Denne vekslen mellem Rossby-bølgetog er til gengæld blevet forårsaget af en svækkelse gennem årtierne af den vestlige jetstrøm – smalle bånd af stærke vinde i den øvre atmosfære – over Nordamerika (klimaforskere har antaget, at jetstrømmen gradvist kan svækkes som en resultat af global opvarmning).

Fremover skal klimaforskere være meget opmærksomme på sådanne årtiers skift, siger forskerne, for at kunne producere bedre forudsigelser om klimavariationer for det nordøstlige Kina og måske endda hele det nordøstlige Asien i foråret.

Efter at have identificeret årsagen til de fejlagtige klimaforudsigelser for regionen, har forskerne nu til hensigt at udvikle en bedre, årtievarierende sæsonbestemt forudsigelsesmodel, der dækker en århundrede lang periode. + Udforsk yderligere

ENSO's indflydelse har ikke nået det østlige nordtropiske Atlanterhav siden midten af ​​1980'erne