Gedurende de 20e eeuw, de gemiddelde temperatuur van de continentale Verenigde Staten steeg met bijna 1 graad Fahrenheit (0,5 graad Celsius) - overal, dat is, behalve in het zuidoosten. Daar, tot de jaren 80, de temperatuur daalde zelfs iets. Klimaatwetenschappers noemden dit eigenaardige fenomeen het "opwarmingsgat, " en het was de oorzaak van veel speculatie. Maar vanaf de jaren negentig, temperaturen in het zuidoosten begonnen weer op te warmen, en in de eerste jaren van de 21e eeuw is deze opwarming versneld.

Een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Teledetectie levert bewijs dat een significante verbetering van de luchtkwaliteit in de regio mogelijk heeft bijgedragen aan het verdwijnen van het opwarmingsgat na ongeveer 1990 - en dat andere vervuilde regio's buiten de Verenigde Staten, zoals China en India, kan hetzelfde fenomeen ervaren.

Een belangrijke factor bij een slechte luchtkwaliteit zijn aerosolen in de lucht:kleine stofdeeltjes, roet van houtverbranding, kolen en olie verbranding, of sulfaten gemaakt door voorlopergassen die worden uitgestoten door fabrieken en auto-uitlaatgassen, om een ​​paar bronnen te noemen. Aërosolen kunnen de temperatuur verlagen door het zonlicht aan het aardoppervlak te dimmen en door de hoeveelheid en de levensduur van wolken te verlengen, die zonlicht terug de ruimte in reflecteren.

Nadat het opwarmingsgat op mysterieuze wijze was verdwenen, verschillende studies stelden mogelijke oorzaken voor:veranderingen in bewolking, neerslag of in de hoeveelheid aerosolen geproduceerd door luchtverontreiniging. In 2006, de U.S. Environmental Protection Agency (EPA) is begonnen met het invoeren van een strengere limiet voor de concentratie van aerosoldeeltjes kleiner dan ongeveer 1/10, 000ste van een inch (2,5 micrometer) in diameter. Om aan de verordening te voldoen, veel Amerikaanse elektriciteitsbedrijven en industriële bedrijven begonnen hun gebruik van steenkool te verminderen en filters te installeren om de uitstoot te verminderen.

Een vergelijkbare verandering in temperatuurtrends vond plaats in Europa in de jaren tachtig nadat nieuwe regelgeving de luchtkwaliteit daar verbeterde. Omdat door verminderde concentraties van aerosoldeeltjes meer zonlicht het aardoppervlak kan bereiken, de wetenschappers veronderstelden dat de verbeteringen in de luchtkwaliteit in de VS ook verantwoordelijk zouden kunnen zijn voor de temperatuurverandering in het zuidoosten.

Om deze hypothese te testen, een team onder leiding van Mika Tosca, een onderzoeker bij NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië (die nu verbonden is aan de School of the Art Institute of Chicago), gebruikte drie gegevenssets voor oppervlaktetemperatuur. De datasets zijn samengesteld door de Universiteit van Delaware, de Universiteit van Californië (UC) in Berkeley, en het Global Historical Climatology Network (dat gegevens over oppervlaktetemperatuur en neerslag verzamelt). Ze gebruikten ook aerosolgegevens van twee satellietinstrumenten:het Multi-angle Imaging SpectroRadiometer (MISR) -instrument op NASA's Terra-satelliet, gelanceerd in 1999, en de Cloud-Aerosol Lidar met orthogonale polarisatie (CALIOP) op de Cloud-Aerosol Lidar en Infrared Pathfinder Satellite Observations (CALIPSO) satelliet, een gezamenlijke missie tussen NASA en het Franse ruimteagentschap, CNES, gelanceerd in 2006.

Uit de gegevens blijkt dat tussen 2000 en 2015 terwijl de zomertemperaturen in het zuidoosten van de Verenigde Staten met ongeveer 0,75 graden Celsius toenamen, aanzienlijk sneller dan de toename in de continentale Verenigde Staten in de 20e eeuw, de hoeveelheid aerosolen in de zomer daalde in totaal met ongeveer 20 procent, met een veel sterkere daling na 2007. De timing van deze daling viel samen met de implementatie van de nieuwe EPA-normen.

Om te helpen bepalen hoeveel van de temperatuurverandering werd veroorzaakt door de veranderingen in aerosolen, Tosca en collega's gebruikten een model dat simuleert hoe de energie van de zon door de atmosfeer van de aarde reist, met behulp van de MISR- en CALIOP-satellietgegevens als invoer. De toename in zonlicht die in de modelresultaten wordt getoond, komt goed overeen met dagelijkse metingen die zijn uitgevoerd bij een zonnestralingsmeetstation van de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) in Goodwin Creek, Mississippi, wat suggereert dat de afname van aerosolen een plausibele verklaring is voor het grootste deel van het verdwijnen van het opwarmingsgat.

Tosca erkent dat verbanden tussen aerosolen en wolken ook een rol kunnen spelen. De volgende stap zou zijn om een ​​geavanceerder klimaatmodel te gebruiken dat rekening houdt met wolken en de effecten van aerosolen daarop. Het team zou dit soort analyse ook willen toepassen op andere gebieden met hoge luchtvervuilingsniveaus, zoals China en India. Ze veronderstellen dat deze gebieden hun eigen "opwarmingsgaten" hebben - regio's waar de effecten van klimaatverandering worden gedempt door de hoge concentraties aerosolen in de atmosfeer. Als deze gebieden in de toekomst de luchtvervuiling verminderen, ze kunnen ook een plotselinge temperatuursprong ervaren.

"Algemeen, het doel is om nauwkeuriger te voorspellen wat er met onze planeet zal gebeuren, Tosca zei. "Dit soort op observatie gebaseerd onderzoek geeft ons betere modellen, betere modellen geven ons betere voorspellingen, en betere prognoses maken beter beleid mogelijk."

De studie is getiteld "Attributing Accelerated Summertime Warming in the Southeast United States to recente reducties in Aerosol Burden:Indications from Vertically-Resolved Observations."