Tijdens de bijeenkomst van de American Geophysical Union deze week, een team van onderzoekers van de Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) presenteerde hun nieuwste onderzoeksresultaten over de langetermijnvoorspellingen van regenval op het land. Hun methode is gebaseerd op het zoutgehalte van de oceaan in plaats van op de oppervlaktetemperaturen van de zee. wat al decennia de standaard is.

Met behulp van deze methode, een onderzoeksteam onder leiding van Ray Schmitt, een fysieke oceanograaf bij WHOI, was in staat om met succes de extreme regenval te voorspellen die staten in het hele Midwesten in de zomer van 2015 overspoelde. De resultaten van het onderzoek zullen worden gepubliceerd in een paper dat momenteel wordt beoordeeld.

Onderzoekers analyseerden meer dan 60 jaar wereldwijde gegevens over het zoutgehalte van de oceaan en de regenval op het land en ontdekten dat jaar-op-jaar variaties in zoutgehalte, of zoutheid, in bepaalde delen van de oceaan kan worden gebruikt om nauwkeurige voorspellingen te doen van seizoensgebonden regenval op het land, vaak duizenden kilometers verderop.

"Toen we begonnen met het analyseren van de records, we vonden deze 'televerbindingen' tussen regio's met een zoutgehalte van de oceaan en bepaalde regio's met meer neerslag op het land, " hij legt uit.

Schmitt en zijn collega's vonden voor het eerst bewijs van een duidelijk verband tussen hogere zoutgehaltes van het zeeoppervlak in de Noord-Atlantische Oceaan en toegenomen regenval op het land in de Afrikaanse Sahel - het gebied tussen de Sahara en de savanne in Centraal-Afrika. De resultaten werden op 6 mei gepubliceerd, 2016 uitgave van wetenschappelijke vooruitgang .

Schmitt en zijn collega's ontdekten ook dat een hoog zoutgehalte in de lente in de westelijke Noord-Atlantische Oceaan correleert met hoge zomerregenval in het Midwesten van de VS. Die resultaten werden op 1 mei gepubliceerd. 2016 nummer van de Tijdschrift voor Klimaat .

"We kunnen patronen van zoutgehaltevariaties gebruiken om regen een seizoen van tevoren te voorspellen, omdat er ongeveer drie maanden vertraging is tussen de patronen van het hoge oceaanzoutgehalte en de resulterende regenval op het land. Ook, laag zoutgehalte in de lente is een goede voorspeller van droogte in de zomer in het middenwesten.' Schmitt zegt. Hun analyse maakt gebruik van geavanceerde 'machine learning'-technieken om de beste klimaatvariabelen voor regenvoorspellingen te identificeren en te rangschikken, en het zoutgehalte blijkt voor veel gebieden het meest betrouwbaar te zijn.

Nu het onderzoeksteam, waaronder Laifang Li, een voormalig postdoctoraal onderzoeker in het laboratorium van Schmitt, momenteel aan de Duke University, Tianjia Liu van Columbia University, en WHOI-collega Caroline Ummenhofer, presenteert de laatste updates over deze opwindende nieuwe techniek.

Het onderzoeksteam ontdekte dat door het opnemen van zoutgehaltesignalen van over de hele wereld in plaats van alleen de Noord-Atlantische Oceaan, ze nog nauwkeurigere voorspellingen kunnen doen en regenvoorspellingen voor andere regio's kunnen ontwikkelen, inclusief het zuidwesten van de VS.

De zoute signalen vinden

het zoutgehalte, of zoutheid, van zeewater hangt grotendeels af van hoeveel vocht er in de lucht wordt getrokken als wind over de oceaan strijkt. Elk jaar, 100, 000 kubieke mijl water verdampt van het oppervlak van de oceaan, wat genoeg is om de hele continentale VS tot een diepte van 180 voet te laten overstromen. Ongeveer 90 procent van het vocht valt terug in de oceaan als neerslag, terwijl de rest over land wordt gedragen waar het uiteindelijk regen wordt.

Als de regen over de oceaan valt, het zeeoppervlak wordt minder zout. Tegelijkertijd, verdamping maakt het zeeoppervlak zouter door zoet water naar de atmosfeer te verwijderen. Dus, als een regio zouter wordt dan normaal, betekent dit dat er meer regen zal vallen in een ander deel van de aarde. evenzo, een zoeter dan normaal zoutgehalte geeft aan dat de oceaan meer water heeft vastgehouden en dat er ergens anders minder regen zal vallen.

"Dit basisidee motiveerde ons om naar de gebieden met een hoog zoutgehalte van de oceaan te kijken om te zien of de variaties in het zoutgehalte van het oppervlak kunnen worden gebruikt voor voorspellingen van regenval op het land, ' zegt Schmitt.

Schmitt zegt dat het zoutgehalte een betere voorspeller is van regenval dan de oceaantemperaturen, omdat deze laatste onderhevig is aan dagelijkse variaties als gevolg van het weer. "Het zoutgehalte is een gemiddelde van wat er de afgelopen maanden is gebeurd, " zegt hij. "Het is een betere indicator van hoeveel water en energie de oceaan heeft geëxporteerd uit een bepaalde regio, omdat verdamping de belangrijkste manier is waarop de oceaan de atmosfeer aandrijft. De energie die verwarming levert door temperatuurverschillen is meer dan een orde van grootte kleiner."

Zowel verdamping als neerslag nemen toe met de wereldwijde klimaatverandering, waardoor de verschillen meer uitgesproken worden.

"Zoute gebieden zijn zouter geworden en de verse gebieden zijn verser geworden, wat betekent dat we mogen verwachten dat droge gebieden droger worden en natte gebieden voor ons op het land natter, ’ voegt Schmitt toe.

"Hoe meer gegevens we hebben, hoe gemakkelijker het zal zijn om de seizoensgebonden klimaatvoorspellingen te verbeteren en te anticiperen op extreme droogtes en overstromingen, die waarschijnlijk vaker voorkomt in een opwarmende wereld, ' zegt Schmitt.