Bij het naderen van de tweede helft van de eeuw, de Verenigde Staten zullen waarschijnlijk te maken krijgen met een toename van het aantal dagen met extreme hitte, de frequentie en duur van hittegolven, en de lengte van het groeiseizoen. In antwoord, verwacht wordt dat maatschappelijke, agrarische en ecologische behoeften zullen de vraag naar reeds overbelaste natuurlijke hulpbronnen zoals water en energie doen toenemen. Onderzoekers van de Universiteit van Illinois hebben nieuwe, klimaatmodellen met hoge resolutie die beleidsmakers kunnen helpen deze effecten op lokaal niveau te verminderen.

In een artikel gepubliceerd in het tijdschrift De toekomst van de aarde , hoogleraar atmosferische wetenschappen Donald Wuebbles, afgestudeerde student Zach Zobel en Argonne National Laboratory-wetenschappers Jiali Wang en Rao Kotamarthi demonstreren hoe modellering met verhoogde resolutie toekomstige klimaatprojecties kan verbeteren.

Veel klimaatmodellen gebruiken een ruimtelijke resolutie van honderden kilometers. Deze benadering is geschikt voor modellen op wereldschaal die eeuwen in de toekomst lopen, maar ze slagen er niet in om kleinschalige land- en weerskenmerken vast te leggen die lokale atmosferische gebeurtenissen beïnvloeden, aldus de onderzoekers.

"Onze nieuwe modellen werken met een ruimtelijke resolutie van 12 km, waardoor we gelokaliseerde veranderingen in het klimaatsysteem in de continentale VS kunnen onderzoeken, " zei Wuebbles. "Het is het verschil tussen iets kleins als Champaign County en de hele staat Illinois kunnen oplossen - het is een grote verbetering."

In de studie werd gekeken naar twee verschillende toekomstige prognoses van de broeikasgasproductie - een "business as usual"-scenario waarin het verbruik van fossiele brandstoffen op het huidige traject blijft en een scenario dat een aanzienlijke vermindering van het verbruik tegen het einde van de eeuw impliceert. De groep genereerde gegevens voor twee tien jaar durende projecties (2045-54 en 2085-94) en vergeleek ze met historische gegevens (1995-2004) voor context.

"Een van de meest alarmerende bevindingen in onze business-as-usual-projectie toont aan dat tegen het einde van de eeuw de zuidoostelijke VS om de dag maximale zomertemperaturen zullen ervaren die vroeger slechts eens in de 20 dagen voorkwamen, ' zei Zobel.

Hoewel niet zo ernstig, andere regio's van het land zullen naar verwachting ook aanzienlijke temperatuurschommelingen ervaren.

"Het Midwesten zou grote ongewone hitte-evenementen kunnen zien, zoals de hittegolf van Chicago in 1995, waarbij meer dan 800 mensen omkwamen, komen vaker voor en komen tegen het einde van de eeuw misschien wel vijf keer per jaar voor, "Zei Wuebbles. "Hittegolven verhogen het sterftecijfer in de Midwest en het noordoosten, omdat mensen in deze dichtbevolkte gebieden niet zo vaak gewend zijn om met dat soort hitte om te gaan."

De extreme temperaturen en de langere duur van het warmere seizoen zullen waarschijnlijk een aanzienlijke tol eisen van de gewassen en het ecosysteem, aldus de onderzoekers. Gebieden zoals het Amerikaanse Westen, die al worstelt met beperkte watervoorraden, op grote hoogten veel kortere vorstseizoenen kunnen meemaken, wat leidt tot een kleinere stijging van het smeltwater in de lente dan nodig is voor het vroege groeiseizoen.

"De hoge resolutie van onze modellen kan regionale klimaatvariabelen vastleggen die worden veroorzaakt door lokale landvormen zoals bergen, valleien en wateren, Zobel zei. "Dat zal beleidsmakers in staat stellen om responsacties op een zeer lokale manier aan te passen."

De nieuwe modellen concentreren zich op temperatuur en houden geen rekening met het effect dat regionale neerslagpatronen hebben op de impact van de te verwachten klimaatveranderingen. De onderzoekers zijn van plan hun studie uit te breiden om rekening te houden met deze extra variabelen.

"Het concept van wereldwijde klimaatverandering kan enigszins abstract zijn, en mensen willen weten welke gevolgen deze verwachte veranderingen voor hen zullen hebben, in hun gemeenschap, " zei Wuebbles. "Onze modellen helpen bij het beantwoorden van die vragen, en dat is wat ons werk onderscheidt van het grotere, onderzoek op wereldschaal."