Onderzoekers hebben moeite gehad om de veranderingen in de overvloedige zomerregens die over het zuidwesten van de Verenigde Staten en het noordwesten van Mexico trekken, nauwkeurig te modelleren. bij wetenschappers bekend als de 'Noord-Amerikaanse moesson'.

In een rapport gepubliceerd op 9 oktober in het tijdschrift Natuur Klimaatverandering , een team van onderzoekers van Princeton en National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) heeft een sleutelfactor toegepast bij het verbeteren van klimaatmodellen - correctie voor zeeoppervlaktemperaturen - op de moesson.

De auteurs van het rapport zijn onder meer Salvatore Pascale, een associate research scientist in atmosferische en oceanische wetenschappen (AOS); Tom Delworth, een docent geowetenschappen en AOS en onderzoekswetenschapper bij NOAA's Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (GFDL); Sarah Kapnick, een Princeton-alumna uit 2004 en voormalig AOS-postdoc die momenteel een natuurwetenschappelijk onderzoeker is bij GFDL; AOS-associate onderzoekswetenschapper Hiroyuki Murakami; en Gabriël Vecchi, een professor in de geowetenschappen en het Princeton Environmental Institute.

Toen ze corrigeerden voor aanhoudende vooroordelen van de zeeoppervlaktetemperatuur (SST) en gegevens met een hogere resolutie gebruikten voor de regionale geografie, de onderzoekers creëerden een model dat nauwkeurig de huidige regenval weergeeft en suggereert dat toekomstige veranderingen aanzienlijke gevolgen kunnen hebben voor regionale watervoorraden en gevaren.

"Deze studie vertegenwoordigt fundamentele wetenschap met betrekking tot de fysica van de Noord-Amerikaanse moesson, maar voedt het weer met klimaatvoorspellingen en bouwt veerkracht op voor onze watervoorziening en reacties op gevaren, " zei Kapnick. "Ik ben enthousiast over deze sprong voorwaarts om onze modellen te verbeteren en voor de potentiële toepassingen die ze in de toekomst zullen bieden aan de samenleving."

Hun resultaten benadrukken de mogelijkheid van een sterke vermindering van neerslag in de noordelijke rand van de moesson als reactie op de opwarming, met gevolgen voor de regionale watervoorraden, landbouw en ecosystemen.

"Moessonregens zijn van cruciaal belang voor het zuidwesten van de VS en het noordwesten van Mexico, toch is het lot van de Noord-Amerikaanse moesson vrij onzeker, " zei Pascale, de hoofdauteur van het papier. "De toekomst van de moesson zal directe gevolgen hebben voor de landbouw, op levensonderhoud."

Eerdere algemene circulatiemodellen hebben gesuggereerd dat de moessons gewoon later verschuiven, met minder regen tot en met juli, maar meer neerslag in september en oktober.

"De consensus was dat de opwarming van de aarde de moesson vertraagde... wat we ook vonden met de simulatie als je de SST-vooroordelen niet corrigeerde, ' zei Pascale. 'Ongecontroleerd, de SST-vooroordelen kunnen de respons aanzienlijk veranderen. Ze kunnen ons misleiden, het introduceren van artefacten die niet echt zijn."

Nadat voor deze vooroordelen was gecorrigeerd, ontdekten de onderzoekers dat de moesson niet zomaar wordt uitgesteld, maar dat de totale neerslag drastisch zal afnemen.

Dat heeft grote gevolgen voor regionale beleidsmakers, legt Kapnick uit. "Waterinfrastructuurprojecten nemen jaren tot tien jaar in beslag om te plannen en te bouwen en kunnen tientallen jaren duren. Ze vereisen kennis van het toekomstige klimaat... om de watervoorziening in droge jaren te verzekeren. We wisten eerder dat andere algemeen gebruikte mondiale modellen geen echte Noord-Amerikaanse moesson. Deze studie speelt in op deze behoefte en benadrukt wat we moeten doen om modellen voor de Noord-Amerikaanse moesson te verbeteren en water in het zuidwesten te begrijpen."

Het nieuwe model suggereert ook dat de beroemde onweersbuien in de regio minder vaak voorkomen, aangezien de verminderde regen wordt geassocieerd met verhoogde stabiliteit in de lagere tot middelste troposfeer en verzwakte atmosferische convectie.

"De Noord-Amerikaanse moesson houdt ook verband met extreme neerslaggebeurtenissen die plotselinge overstromingen en verlies van mensenlevens kunnen veroorzaken, "Zei Kapnick. "Weten wanneer de moesson begint en voorspellen wanneer belangrijke gebeurtenissen zullen plaatsvinden, kan worden gebruikt voor vroege waarschuwingen en planning om verlies van mensenlevens en materiële schade te voorkomen. Dit document vertegenwoordigt de eerste grote stap naar het bouwen van betere systemen voor het voorspellen van de moessonregens."

De onderzoekers kozen ervoor om de regio deels aan te pakken omdat eerdere, modellen met grovere resolutie hadden aangetoond dat dit gebied zou uitdrogen, een voorspelling die is uitgekomen in de droogtes en bosbranden van de afgelopen jaren. Maar de meeste van die droogtes worden toegeschreven aan de verandering in winterstormen, zei Pascale.

"De stormbaan zal naar verwachting naar het noorden verschuiven, zodat deze regio's in de winter mogelijk minder regen krijgen, maar het was erg onzeker wat er met de moesson gebeurt, dat is de andere bijdrage aan de regens van de regio. We wisten niet, en het is cruciaal om te weten, " hij zei.

In hun model de onderzoekers waren in staat om de effecten van één factor tegelijk te ontdekken, waardoor ze de moessonreactie op de verdubbeling van de atmosferische kooldioxide konden onderzoeken en kwantificeren, verhoogde temperaturen en andere individuele veranderingen.

Pascale benadrukte de grenzen van dit of elk ander klimaatmodel. "Ze moeten worden gebruikt met een goed begrip van hun tekortkomingen en worden gebruikt voor hun verwachte potentieel, maar niet verder. Ze kunnen ons vrij betrouwbare informatie geven over de grootschalige atmosferische circulatie, maar als je naar de regionale wilt kijken, kleinschalige effecten, je moet heel voorzichtig zijn, " zei hij. "Modellen zijn van cruciaal belang, maar ze zijn niet perfect, en kleine onvolkomenheden kunnen leiden tot grote misverstanden."

Hij vervolgde:"We zeggen niet, 'We zijn er zeker van dat dit zal zijn, ' maar we wilden wijzen op enkele mechanismen die essentieel zijn, en waarmee rekening moet worden gehouden bij toekomstig onderzoek naar de Noord-Amerikaanse moesson. Dit is een moeilijke regio, dus toekomstig onderzoek zal uitwijzen of we gelijk hadden, en in welke mate."