Voortdurende verbranding van fossiele brandstoffen zal waarschijnlijk nog extremere zomers van brandstof voorzien dan die van 2018 vanwege de impact op de jetstream. De snelle verdwijning van door vervuiling geproduceerde aerosolen kan, echter, de impact tot het midden van de eeuw verzachten als landen als China deze brandstoffen geleidelijk afschaffen, volgens een internationaal team van klimaatwetenschappers die klimaatmodellen gebruiken om veranderingen te voorspellen in het optreden van zogenaamde Quasi-Resonant Amplification (QRA) -gebeurtenissen die verband houden met aanhoudende extreme weersomstandigheden.

Deze extreme paden voor de jetstream zorgen voor overstromingen, droogte en bosbranden. in 2018, zomerweer inclusief overstromingen in Japan, recordhittegolven in Noord-Amerika, Europa en Azië, bosbranden in Griekenland en zelfs delen van het noordpoolgebied. Hitte en droogte in Californië leidden tot het ergste natuurbrandseizoen ooit gemeten.

De jetstream en extreme weersomstandigheden

QRA-gebeurtenissen produceren extreem zomerweer wanneer de jetstream brede noord-zuid meanders vertoont en stationair wordt met de pieken en dalen op hun plaats.

"De meeste stationaire straalstroomstoringen zullen na verloop van tijd verdwijnen, " zei Michaël Mann, vooraanstaand hoogleraar atmosferische wetenschap en directeur, Earth System Science Center. "Echter, onder bepaalde omstandigheden wordt de golfverstoring effectief beperkt door een atmosferische golfgeleider, iets vergelijkbaars met de manier waarop een coaxkabel een televisiesignaal geleidt. Verstoringen kunnen dan niet gemakkelijk verdwijnen en zeer grote amplitudeschommelingen in de jetstream naar het noorden en zuiden kunnen op hun plaats blijven terwijl deze de aarde ronddraaien."

"Als hetzelfde weer wekenlang aanhoudt in één regio, dan kunnen zonnige dagen omslaan in een serieuze hittegolf en droogte, en aanhoudende regen kan leiden tot overstromingen, " zei Stefan Rahmstorf, Potsdam Instituut voor Klimaatimpactonderzoek (PIK), Duitsland.

In de zomer van 2018, de effecten van klimaatverandering op extreem weer waren niet langer subtiel, volgens Mann.

"Het speelde zich in realtime af op onze televisieschermen en krantenkoppen in de vorm van een ongekend halfrond-breed patroon van extreme overstromingen, droogte, hittegolven en bosbranden, ’ voegde Mann eraan toe.

De rol van quasi-resonante versterking

Mann merkt op dat het fenomeen QRA een belangrijke rol speelde bij het produceren van die hemisferische reeks ongekende weersomstandigheden.

Eerder werk van Mann en collega's toonde een verband aan tussen extreme klimaatgebeurtenissen en klimaatgeïnduceerde veranderingen in de jetstream. Hoewel onderzoekers QRA-gebeurtenissen niet nauwkeurig kunnen identificeren in klimaatmodellen, een ding dat de klimaatmodellen heel goed vastleggen, is temperatuurverandering.

"Het is aangetoond dat QRA-gebeurtenissen een goed gedefinieerde signatuur hebben in termen van de breedtegraadvariatie in temperatuur in de lagere atmosfeer, " legde Mann uit. "De verandering in temperatuur met de breedtegraad en hoe deze reageert op toenemende concentraties van broeikasgassen hangt af van de natuurkunde die goed wordt begrepen en goed wordt weergegeven door de klimaatmodellen."

De onderzoekers ontdekten dat het patroon van versterkte Arctische opwarming - Arctische versterking - dat de jetstream vertraagt, ook de frequentie van QRA-episodes verhoogt.

Studie co-auteur Dim Coumou, die zowel bij PIK als VU Amsterdam zit, zei dat we klimaatmodellen nog niet genoeg vertrouwen om dit soort extreme weersomstandigheden te voorspellen omdat de modellen te grof zijn.

"Echter, de modellen produceren getrouw grootschalige patronen van temperatuurverandering, " voegde co-auteur Kai Kornhuber van PIK toe.

De onderzoekers rapporteren vandaag (31 oktober) in wetenschappelijke vooruitgang dat de versterkte Arctische opwarming, Arctische versterking genoemd, geassocieerd met door de mens veroorzaakte klimaatverandering vertraagt ​​zowel de jetstream als de frequentie van QRA-episodes.

Ze ontdekten dat klimaatmodellen, wanneer ze worden gebruikt om toekomstige veranderingen in extreem weergedrag te projecteren - omdat ze het fenomeen QRA niet kunnen vastleggen - onderschatten ze waarschijnlijk hoe toekomstige klimaatverandering zou kunnen leiden tot meer aanhoudende extreme weersomstandigheden in de zomer, zoals die in de zomer van 2018. Als kooldioxide blijft worden toegevoegd naar de atmosfeer, de incidentie van QRA en bijbehorende extreme weersomstandigheden zou de afgelopen decennia in hetzelfde tempo blijven toenemen.

Het effect van aerosol op het reguleren van temperaturen

Echter, broeikasgassen zijn niet de enige overweging bij het kijken naar de toekomst van het klimaat op aarde. Hoewel de VS en Europa zijn overgestapt op "schonere" methoden voor het verbranden van kolen, die aerosolgenererende verontreinigende stoffen uit emissies verwijderen, veel andere delen van de wereld hebben dat niet. Aerosolen zijn deeltjes die in de lucht zweven.

Als deze landen, tot halverwege de eeuw, overstappen op schonere kolenverbrandingstechnologie, dan zullen de gebieden op de middelste breedtegraad van de wereld opwarmen en de Arctische versterking zal afnemen. Dit gebeurt omdat aerosolen, vooral op de middelste breedtegraden waar veel zon is, de aarde afkoelen door warmte van de planeet weg te reflecteren. Zonder die aerosolen, dat deel van de aarde zal opwarmen, het afzwakken van een verdere toename van QRA's naarmate het verschil in opwarming tussen de Noordpool en de middelste breedtegraden kleiner wordt.

Echter, tegen het midden van de eeuw, zodra de spuitbussen niet meer worden geproduceerd, de opwarming van de aarde domineert opnieuw het klimaat. Het terugdringen van de verbranding van fossiele brandstoffen kan een toename van aanhoudende zomerse weersextremen voorkomen, hoewel het huidige aantal zomers zoals 2018 waarschijnlijk zal aanhouden. "De toekomst ligt nog steeds in onze handen als het gaat om gevaarlijke en schadelijke zomerweerextremen." Zei Mann. "Het is gewoon een kwestie van onze wilskracht om snel over te schakelen van fossiele brandstoffen naar hernieuwbare energie."