Veel tropische of subtropische regio's kunnen een sterke toename van de natuurlijke temperatuurvariabiliteit zien naarmate het klimaat op aarde de komende decennia opwarmt, suggereert een nieuwe door Duke University geleide studie.

Deze lokale veranderingen kunnen optreden, ook al wordt de aardse gemiddelde oppervlaktetemperatuur (GMST) waarschijnlijk minder variabel, blijkt uit de studie.

"Deze nieuwe bevinding druist in tegen het populaire idee dat naarmate het klimaat warmer wordt, de temperatuurvariabiliteit zal toenemen en het weer zal overal vluchtiger worden, " zei Patrick T. Brown, een postdoctoraal onderzoeker aan de Carnegie Institution for Science, die de studie leidde terwijl hij een doctoraatsstudent was aan Duke's Nicholas School of the Environment.

"Ons onderzoek suggereert een ander scenario:de wereldwijde ongedwongen temperatuurvariabiliteit zal daadwerkelijk afnemen, niet verhogen, als de aarde opwarmt, maar de lokale variabiliteit van tien tot tien jaar zou op sommige plaatsen met wel 50 procent kunnen toenemen, ' zei Bruin.

Ongedwongen, of natuurlijk, temperatuurvariabiliteit kan worden veroorzaakt door interacties tussen de atmosfeer, oceaanstromingen en zee-ijs. Deze fluctuaties kunnen de door de mens veroorzaakte klimaatverandering een decennium of twee per keer maskeren of verergeren, hij merkte.

Omdat miljarden mensen in tropische of subtropische regio's leven die een verhoogde temperatuurvariabiliteit kunnen ervaren, en omdat deze regio's cruciaal zijn voor de biodiversiteit, voedselproductie en klimaatregulering, "Het is van vitaal belang dat we de omvang begrijpen van de ongedwongen variabiliteit van tien tot tien jaar die daar kan optreden, en de mechanismen die het aandrijven, " hij zei.

Brown en zijn collega's publiceerden hun peer-reviewed artikel op 4 september in het tijdschrift Natuur Klimaatverandering .

Om de studie uit te voeren, ze inspecteerden eerst een klimaatmodel dat werd uitgevoerd onder pre-industriële omstandigheden. Het model, die werd ontwikkeld in het Geophysical Fluid Dynamics Laboratory van NOAA, simuleert het klimaat onder eeuwigdurende atmosferische omstandigheden die vergelijkbaar zijn met die op aarde vóór de wijdverbreide uitstoot van industriële broeikasgassen. Hierdoor kunnen wetenschappers een duidelijker beeld krijgen van de krachten die variabiliteit veroorzaken bij afwezigheid van menselijke drijfveren.

"Om ongedwongen variabiliteit te isoleren, we hebben gekeken naar de uitvoer van het model zonder de omgevingsparameters te wijzigen, zoals atmosferische kooldioxidegehaltes, zonnestraling of vulkanische activiteit, over een theoretische periode van 900 jaar, ’ legde Bruin uit.

Bij de tweede rit, de wetenschappers verdubbelden de atmosferische koolstofdioxideniveaus van het model om de verwachte toekomstige omstandigheden te simuleren.

"In de dubbele CO2-run, we zagen een daling van 43 procent in de globale temperatuurvariabiliteit, maar met lokale stijgingen tot 50 procent in veel landgebieden van de tropen en subtropen, ' zei Bruin.

Consistente resultaten werden verkregen met vergelijkbare experimenten op andere klimaatmodellen.

Wat is er gaande, Bruin zei, is als de aarde opwarmt door toenemende CO2, er is minder ijs op hoge breedtegraden, wat betekent minder albedo - de minder reflectie van zonne-energie terug in de ruimte.

"Albedo-feedback levert een grote bijdrage aan de ongedwongen variabiliteit van tien tot tien jaar. Wanneer de atmosfeer van de aarde van nature een beetje warmer wordt, meer van het reflecterende zee-ijs op hoge breedtegraden smelt. Hierdoor komt er meer water vrij, die zonne-energie absorbeert en de aanvankelijke opwarming versterkt, het verbeteren van de GMST-variabiliteit, " legde hij uit. "Maar we ontdekten dat wanneer je de CO2-niveaus in een klimaatmodel verdubbelt om toekomstige omstandigheden na te bootsen, het zee-ijs smelt zo erg dat deze albedo-feedback geen grote rol meer kan spelen bij het versterken van de natuurlijke temperatuurvariabiliteit."

Het eindresultaat is minder variabiliteit wereldwijd - vooral op de hoge breedtegraden - maar meer variabiliteit in de tropen.

"Dit suggereert dat de pre-industriële controle-runs die we hebben gebruikt niet ideaal zijn om te bestuderen hoe ongedwongen variabiliteit er in de toekomst uit zal zien, " zei Wenhong Li, universitair hoofddocent klimaat aan de Duke's Nicholas School. "Maar het zou meer modelleringsgroepen kunnen inspireren om modellen te gebruiken onder eeuwigdurende omstandigheden die weerspiegelen wat we in de toekomst verwachten."