Voor de eerste keer, wetenschappers hebben de noord-zuidverschuivingen van de meest noordelijke rand van de tropen 800 jaar geleden getraceerd, meldt een door de Universiteit van Arizona geleid internationaal team.

De beweging van de tropische grens beïnvloedt de locaties van woestijnen op het noordelijk halfrond, waaronder de Sonoran, Mohave en Sahara. Die woestijnen liggen net ten noorden van de tropische gordel, waaronder de subtropen.

Voor nu, wetenschappers hadden informatie over de locatie van de tropische gordel die teruggaat tot rond 1930, toen betrouwbaar instrumentaal bijhouden begon.

Op een standaardkaart de tropische gordel beslaat ongeveer 30 graden noorderbreedte tot 30 graden zuiderbreedte.

Echter, het nieuwe onderzoek onthult dat van het jaar 1203 tot het jaar 2003, de noordelijke rand van de tropen schommelde tot 4 graden ten noorden en ten zuiden van de noordelijke 30e breedtegraad.

"Verplaatsing van de limiet van de tropen wordt geassocieerd met veranderingen in neerslagregimes, " zei Raquel Alfaro Sánchez, die het onderzoeksteam leidde terwijl een postdoctoraal onderzoeker aan het UA Laboratory of Tree-Ring Research.

Van 1568 tot 1634, de tropen breidden zich uit naar het noorden, het team gevonden. Die periode valt samen met ernstige droogtes en andere ontwrichtingen van menselijke samenlevingen, waaronder de ineenstorting van het Ottomaanse rijk in Turkije, het einde van de Ming-dynastie in China en het bijna verlaten van de Jamestown-kolonie in Virginia, zei Alfaro Sánchez, momenteel een postdoctoraal onderzoeker aan het Centre de Recerca Ecològica i Aplicacions Forestals in Barcelona, Spanje

Co-auteur Valerie Trouet zei:"Onze resultaten suggereren dat klimaatverandering een van de factoren was die hebben bijgedragen aan die maatschappelijke ontwrichting."

Om de noordelijke grens van de tropische gordel van de aarde te volgen van 1203 tot 2003, het team gebruikte de jaarringen van bomen van vijf verschillende locaties op het noordelijk halfrond. Onderzoekers kunnen jaarlijkse neerslagjaren in het verleden berekenen, omdat elke jaarring van een boom het klimaat van dat jaar weerspiegelt.

Met een geschiedenis van 800 jaar konden de onderzoekers zeldzame gebeurtenissen, zoals enorme vulkaanuitbarstingen, in verband brengen met daaropvolgende klimaatveranderingen, zei Trouet, een UA universitair hoofddocent dendrochronologie.

Enorme vulkaanuitbarstingen koelen de aarde af vanwege alle fijne deeltjes en aerosolen die in de atmosfeer worden gegooid. De Tambora-uitbarsting van 1815 in het huidige Indonesië veroorzaakte wereldwijd zo'n afkoeling dat 1816 in Europa bekend stond als "het jaar zonder zomer, ’, schrijft het team.

"We kunnen de samentrekking van de tropen zien na vulkaanuitbarstingen zoals Tambora, ' zei Troet.

Trouet zei dat het belangrijk is om te leren hoe aerosolen het klimaat beïnvloeden, omdat sommige onderzoekers hebben voorgesteld dergelijke deeltjes de atmosfeer in te sturen als een geo-engineeringoplossing voor het broeikaseffect.

Het onderzoeksrapport van het team, "Klimatische en vulkanische forcering van de noordelijke grens van de tropische gordel in de afgelopen 800 jaar, " staat gepland voor online publicatie in Natuur Geowetenschappen op 15 oktober. Namen van de extra co-auteurs staan ​​onderaan deze release.

Andere onderzoekers hebben gedocumenteerd dat de tropen zich sinds de jaren zeventig naar het noorden hebben uitgebreid, aldus Alfaro Sánchez.

Omdat computermodellen van huidige en toekomstige klimaatmodellen ook expansie van de tropische gordel laten zien, maar niet zoveel als er werkelijk gebeurt, de onderzoekers wilden een langere geschiedenis van de beweging van de tropische zone ontwikkelen, zei Trouet.

Onderzoekers gebruiken boomringen om eerdere klimaat- en klimaatveranderingen te reconstrueren voor veel locaties over de hele wereld. Die klimaatreconstructies gaan honderden jaren terug in het verleden. Om de bewegingen van tropische gordels te volgen, Alfaro Sánchez en haar collega's gebruikten bestaande boomring-chronologieën van vijf locaties:Arkansas, het Amerikaanse Westen, het Tibetaanse plateau, Turkije en Noord-Pakistan.

Om te onderscheiden hoe de jaarringrecords veranderingen in de tropische gordel weerspiegelen, het team keek naar boomringen van 1930 tot 2003 en vergeleek het natuurlijke klimaatarchief van de bomen met instrumentele gegevens over veranderingen in de tropische gordel.

De onderzoekers richtten zich op geregistreerde veranderingen in Hadley-cellen, de enorme atmosferische convectieve cellen die in de tropen de wereld rondreizen. Trouet zei dat Hadley-cellen een belangrijke aanjager zijn van de atmosferische circulatie.

Weten hoe veranderingen in Hadley-cellen correleerden met veranderingen in boomringen, het team gebruikte vervolgens meerdere boomring-chronologieën om te zien hoe de tropen zich 800 jaar geleden uitbreidden en krimpen.

"Dit is de eerste reconstructie die teruggaat tot pre-industriële tijden, Trouet zei. "Om te weten wat de natuurlijke klimaatvariabiliteit is, we moeten verder terug in de tijd gaan dan de afgelopen 150 jaar."

Alfaro Sánchez en haar collega's ontdekten dat de tropische gordel lang voor industriële tijden uit zichzelf is uitgebreid en samengetrokken.

Interne variabiliteit in het klimaatsysteem van de aarde beïnvloedt de beweging van de tropen, zei Trouet.

De huidige geregistreerde expansie van de tropische gordel sinds de jaren zeventig is gedeeltelijk te wijten aan de toename van broeikasgassen in de atmosfeer, andere onderzoekers melden.

De huidige uitbreiding van de tropen kan belangrijke maatschappelijke gevolgen hebben, omdat het team ontdekte dat eerdere ernstige droogtes werden geassocieerd met aanhoudende perioden van tropische expansie, aldus Alfaro Sánchez.