Onderzoek uitgevoerd aan de Universiteit van Texas in Austin heeft aangetoond dat veranderingen in de oceaanstromingen in de Atlantische Oceaan de regenval op het westelijk halfrond beïnvloeden, en dat deze twee systemen al duizenden jaren met elkaar verbonden zijn.

De bevindingen, gepubliceerd op 26 januari in Natuurcommunicatie , zijn belangrijk omdat de gedetailleerde blik op het klimaat van de aarde in het verleden en de factoren die dit hebben beïnvloed, wetenschappers kunnen helpen begrijpen hoe deze zelfde factoren ons klimaat vandaag en in de toekomst kunnen beïnvloeden.

"De mechanismen die deze correlatie [in het verleden] lijken aan te sturen, zijn dezelfde die ook in moderne gegevens spelen, " zei hoofdauteur Kaustubh Thirumalai, postdoctoraal onderzoeker aan de Brown University die het onderzoek uitvoerde terwijl hij zijn Ph.D. aan de UT Austin Jackson School of Geosciences. "De oppervlaktecirculatie van de Atlantische Oceaan, en hoe dat ook verandert, heeft gevolgen voor hoe de regenval op continenten verandert."

Thirumalai voerde het werk uit aan het University of Texas Institute for Geophysics (UTIG), een onderzoekseenheid aan de UT Jackson School of Geosciences. Co-auteurs zijn onder meer UTIG-wetenschappers, en onderzoekers van het U.S. Geological Survey St. Petersburg Coastal and Marine Science Center en het Massachusetts Institute of Technology.

De oppervlaktecirculatie van de Atlantische Oceaan is een belangrijk onderdeel van het mondiale klimaat op aarde, het verplaatsen van warm water van de tropen naar de polen. De basis van het onderzoek bestond uit het tot in detail volgen van de veranderingen in de oceaancirculatie door drie sedimentkernen te bestuderen die in 2010 tijdens een wetenschappelijke cruise uit de zeebodem van de Golf van Mexico werden gehaald. De monsters geven inzicht in factoren die de sterkte van de oceaanstroom hebben beïnvloed in stappen van ongeveer 30 jaar in de afgelopen 4, 400 jaar.

"Als we teruggaan in stappen van 30, we zijn goed gepositioneerd om dingen in de orde van eeuwen te begrijpen, "Zei Thirumalai. "En de vraag die we besloten te stellen was wat die reconstructies van temperatuur en zoutgehalte ons kunnen vertellen over de grotere oppervlaktecirculatie van de Atlantische Oceaan."

De kleine tijdsintervallen die wetenschappers in de kernen konden vastleggen, zijn te wijten aan de grote hoeveelheden sediment die vanuit rivieren in Mexico en Noord-Amerika de Golf instromen. De wetenschappers haalden gegevens over temperatuur- en zoutgehaltegegevens - factoren die de sterkte van de oceaanstroom beïnvloeden - van in de oceaan levende micro-organismen die foraminiferen worden genoemd en die in de sedimenten worden bewaard.

De gegevens toonden aan dat, in vergelijking met vandaag, de oppervlaktecirculatie van de Atlantische Oceaan was veel zwakker tijdens de Kleine IJstijd, een koele periode waarvan gedacht werd dat deze werd veroorzaakt door vulkanische activiteit die duurde van 1450-1850. Aangezien bekend is dat deze reeks oceaanstromingen het mondiale klimaat beïnvloeden, de onderzoekers waren geïnteresseerd om te zien of het correleerde met regenval op het westelijk halfrond, en hoe een dergelijke correlatie in de loop van de tijd zou kunnen veranderen.

Om de correlatie tijdens de Kleine IJstijd te berekenen, onderzoekers vergeleken de kerngegevens met proxy's voor neerslaggegevens, zoals gegevens van jaarringen, grotformaties en andere natuurlijke archieven. En om de moderne correlatie te berekenen, ze vergeleken gegevens die de afgelopen eeuw door mensen zijn verzameld over de temperatuur en het zoutgehalte van de Golf en de regenval op het westelijk halfrond. Ze analyseerden ook gegevens van een klimaatmodel dat is ontwikkeld door het Max-Planck Instituut voor Meteorologie in Duitsland om te voorspellen wat de correlatie tussen de stroming en de regenval zou zijn tijdens de kleine ijstijd.

De resultaten geven aan dat in het heden en verleden de oppervlaktestromingen in de Atlantische Oceaan correleren met regenvalpatronen op het westelijk halfrond. Thirumalai zei dat deze bevinding om twee redenen belangrijk is. Het laat zien dat er een correlatie bestaat tussen de stroom- en regenpatronen, en dat de correlatie duidelijk is in datasets die verschillende tijdschalen bestrijken.

"Het was opmerkelijk, Thirumalai zei. "Deze patronen, die zijn gebaseerd op tienjarige analyse van moderne gegevens, en dan lijken de hydroklimatologische proxies die het zoutgehalte in de oceanen en de regenval op het land geven hetzelfde beeld te laten zien."

De bevindingen benadrukken het belang van de oppervlaktecirculatie van de Atlantische Oceaan voor regenval, en dat veranderingen in de stroming verstrekkende gevolgen kunnen hebben. Dat betekent dat toekomstige veranderingen in het zoutgehalte en de temperatuur van de Golf naar verwachting het klimaat op andere manieren zullen beïnvloeden.

"De studie toont een robuust verband op eeuwschaal aan tussen veranderingen in de oceaancirculatie in het Atlantische bekken en regenval in de aangrenzende continenten gedurende de afgelopen 4, 000 jaar, " zei UTIG-directeur Terry Quinn, een co-auteur van het onderzoek. "En daarom biedt het een basis voor voorspellingen over hoe dat deel van het klimaatsysteem zich in de toekomst kan gedragen."