Tuinders kennen de frustratie van een valse veer. Buiten gelokt door warm weer, sommige mensen planten hun tuinen in de lente om te zien hoe een plotselinge late vorst de planten treft met een dodelijke vriesbrand. Mopperende groene duimen, samen met boeren en watervoorzieningsbeheerders, zou profiteren van nauwkeurigere voorspellingen van de eerste en laatste nachtvorst van het seizoen.

Een dergelijke timing is in beweging, echter. Het vorstvrije seizoen in Noord-Amerika duurt nu ongeveer 10 dagen langer dan een eeuw geleden. In een nieuwe studie, vandaag gepubliceerd in Natuurcommunicatie , onderzoekers van de University of Utah en de U.S. Geological Survey analyseren de factoren die bijdragen aan de timing van de vorst in de Verenigde Staten. Atmosferische circulatiepatronen, ze vonden, waren de dominante invloed op de vorsttiming, hoewel de trend van opwarming van de aarde ook een rol speelde.

"Het vorstvrije seizoen is de afgelopen eeuw langer geworden, en nu begrijpen we de veranderingen in de atmosferische circulatie die extreem sterk zijn in vorsttiming, zelfs sterker dan de opwarming van de aarde, ", zegt Court Strong, hoogleraar atmosferische wetenschappen van de University of Utah.

Weer en klimaat zijn complexe systemen, met veel factoren die van invloed zijn op wat de specifieke weersomstandigheden op een bepaalde plaats op een bepaald moment kunnen zijn. Vorig onderzoek, zegt Gregory McCabe, van de USGS in Denver heeft zich gericht op de rol van grootschalige fenomenen zoals El Niño. "Ik denk niet dat iemand het heeft opgesplitst om te kijken naar de circulatiepatronen die specifiek zijn voor de timing van vorst, ' zegt McCabe.

Strong en McCabe gingen op zoek naar de relatieve bijdragen van de opwarming van de aarde en lokale atmosferische circulatiepatronen aan de eeuwenlange verlenging van het vorstvrije seizoen.

"Als je een Amerikaanse voorspeller vraagt ​​wat de eerste herfstvorst bepaalt, ze zullen zeggen dat er een koude luchtmassa naar beneden komt uit Canada, duidelijk door de circulatie, "Sterke zegt. "Er is een rol weggelegd voor opwarming, maar aan de andere kant zullen voorspellers je vertellen dat er ook duidelijk een rol is weggelegd voor circulatie."

Om de regionale, relatief kleinschalige circulatiepatronen, Strong en McCabe verdeelden de Verenigde Staten in vier regio's, en afzonderlijk onderzocht hoe vorsttimingspatronen in elke regio varieerden gedurende 93 jaar aan weergegevens.

De onderzoekers ontdekten dat atmosferische circulatiepatronen verantwoordelijk waren voor tussen 25 en 48 procent van de variatie in vorsttiming. Om dat in context te plaatsen, Sterk zegt, onthoud dat het vorstvrije seizoen de afgelopen eeuw met gemiddeld 10 dagen is verlengd. Drie tot vijf van die dagen kunnen worden verklaard door atmosferische circulatie, terwijl drie dagen kunnen worden toegeschreven aan de opwarming van de aarde. Andere factoren, zoals lokale bewolking, kan goed zijn voor de resterende twee tot vier dagen.

Hoewel de resultaten aantonen dat atmosferische circulatie de belangrijkste oorzaak is van vorsttiming, de opwarmingstrend oefent een invloed uit op de circulatie die verder gaat dan de algemene trend van opwarmingstemperaturen. "We hebben ook bewijs gevonden dat deze circulatiepatronen zelf zijn veranderd door de opwarming van de aarde, vooral in het westen van de VS en het noordwesten, Sterk zegt. "Opwarming is een belangrijk onderdeel van dit verhaal, ondanks deze bevinding dat circulatie historisch gezien een sterkere drijfveer is."

Volgende, Strong en McCabe zullen evalueren hoe goed klimaatmodellen de oorzaken van vorsttiming vastleggen en zoeken naar manieren waarop de modellen kunnen worden verbeterd. Betere modellering van atmosferische patronen leidt tot een nauwkeurigere voorspelling van toekomstige vorsttiming. "De jaar-op-jaar variabiliteit in het klimaat wordt gecontroleerd door deze veranderingen in de atmosferische circulatie, ' zegt McCabe. 'Daarbovenop heb je de opwarmingstrend. Als je deze patronen niet goed krijgt, zullen de simulaties veel onzekerheid bevatten."