Al decenia, wetenschappers die een belangrijk klimaatfenomeen bestuderen, worstelen met tegenstrijdige gegevens die het vertrouwen in de betrouwbaarheid van klimaatmodellen in het algemeen dreigden te ondermijnen. Een nieuwe studie, vandaag gepubliceerd in Natuur Geowetenschappen , beslecht dat debat met betrekking tot de tropische atmosferische circulatie.

De Hadley-circulatie, of Hadley-cel - een wereldwijd tropisch atmosferisch circulatiepatroon dat optreedt als gevolg van ongelijke zonneverwarming op verschillende breedtegraden rond de evenaar - zorgt ervoor dat de lucht rond de evenaar stijgt tot ongeveer 10-15 kilometer, stroom naar de polen (richting de noordpool boven de evenaar, de Zuidpool onder de evenaar), afdalen in de subtropen, en dan terugstromen naar de evenaar langs het aardoppervlak. Deze circulatie wordt veel bestudeerd door klimaatwetenschappers omdat het de neerslag in de subtropen regelt en ook een gebied creëert dat de intertropische convergentiezone wordt genoemd, het produceren van een band van majeur, zeer precipitatieve stormen.

De studie, onder leiding van Rei Chemke, een postdoctoraal onderzoeker van Columbia Engineering, samen met klimaatwetenschapper Lorenzo Polvani, richt zich op een grote discrepantie tussen klimaatmodellen en heranalyses met betrekking tot mogelijke versterking of verzwakking van de Hadley-circulatie op het noordelijk halfrond als gevolg van antropogene emissies.

historisch, klimaatmodellen hebben een progressieve verzwakking van de Hadley-cel op het noordelijk halfrond aangetoond. In de afgelopen vier decennia heranalyses, die modellen combineren met waarnemings- en satellietgegevens, hebben juist het tegenovergestelde aangetoond:een versterking van de Hadley-circulatie op het noordelijk halfrond. Heranalyses bieden de beste benadering voor de toestand van de atmosfeer voor wetenschappers en worden veel gebruikt om ervoor te zorgen dat modelsimulaties goed werken.

Het verschil in trends tussen modellen en heranalyses vormt een probleem dat veel verder gaat dan of de Hadley-cel zal verzwakken of versterken; de inconsistentie zelf is een grote zorg voor wetenschappers. Heranalyses worden gebruikt om de betrouwbaarheid van klimaatmodellen te valideren - als de twee het niet eens zijn, dat betekent dat ofwel de modellen ofwel de heranalyses gebrekkig zijn.

Hoofdauteur Chemke, een postdoctoraal onderzoeker van NOAA Climate and Global Change, verklaart het gevaar van deze situatie, "Het is een groot probleem als de modellen niet kloppen, omdat we ze gebruiken om ons klimaat te projecteren en onze resultaten naar het IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) en beleidsmakers enzovoort te sturen."

Om de oorzaak van deze discrepantie te vinden, de wetenschappers hebben goed gekeken naar de verschillende processen die de bloedsomloop beïnvloeden, vaststellen dat latente verwarming de oorzaak is van de inconsistentie. Om te begrijpen welke gegevens correct waren - de modellen of de heranalyses - moesten ze de systemen vergelijken met behulp van een puur observationele metriek, onaangetast door een model of simulatie. In dit geval, neerslag diende als een waarnemingsproxy voor latente verwarming, aangezien deze gelijk is aan de netto latente verwarming in de atmosferische kolom. Deze observatiegegevens onthulden dat het artefact, of gebrek, is in de heranalyses - wat bevestigt dat de modelprojecties voor het toekomstige klimaat zijn, in feite, juist.

De bevindingen van het artikel ondersteunen eerdere conclusies die zijn getrokken uit verschillende modellen - de Hadley-circulatie verzwakt. Dat is cruciaal om te begrijpen, zegt Polvani, een hoogleraar toegepaste natuurkunde en toegepaste wiskunde en van aard- en milieuwetenschappen die het klimaatsysteem bestudeert aan het Lamont-Doherty Earth Observatory. "Een van de grootste klimaatsignalen die verband houden met het broeikaseffect is het drogen van de subtropen, een regio waar al weinig regen valt, " legde hij uit. "De Hadley-cel is een belangrijke controle op subtropische neerslag. Vandaar, elke verandering in de sterkte van de Hadley-cel zal resulteren in een verandering in neerslag in die regio. Daarom is het belangrijk om te bepalen of, als gevolg van antropogene emissie, de Hadley-cel zal de komende decennia versnellen of vertragen."

Maar deze bevindingen resoneren veel verder dan de studie in kwestie. Het oplossen van tegenstrijdige resultaten in wetenschappelijk onderzoek is van cruciaal belang voor het behoud van nauwkeurigheid en integriteit in de wetenschappelijke gemeenschap. Door deze nieuwe studie wetenschappers hebben er nu meer vertrouwen in dat modellen betrouwbare hulpmiddelen zijn voor klimaatvoorspellingen.