Als reactie op de toekomstige verbranding van fossiele brandstoffen, klimaatcomputermodellen simuleren een uitgesproken opwarming in de tropische oceanen. Deze opwarming kan het El Niño-fenomeen beïnvloeden en weers- en regenpatronen over de hele wereld verschuiven. Ondanks dat het robuust wordt gesimuleerd in computermodellen van het klimaatsysteem, de oorsprong van deze versnelde tropische opwarming is een mysterie gebleven. Een nieuwe studie die deze week in het tijdschrift is gepubliceerd Natuur Klimaatverandering concludeert dat klimaatverandering buiten de tropen de grootste boosdoener is.

De toekomstige opwarming van de aarde zal niet overal hetzelfde zijn. Atmosferische en oceanische circulatie veranderingen, evenals cloudprocessen, zal bepalen welke regio's sneller zullen opwarmen en welke een vertraagde opwarming zullen ervaren ten opzichte van het wereldgemiddelde. Met de nadruk op de tropische gebieden, een team van wetenschappers van het IBS Center for Climate Physics (ICCP) aan de Pusan ​​National University in Zuid-Korea, samen met hun internationale medewerkers, heeft nu een nieuwe methode ontwikkeld die de bijdragen scheidt van lokale en afgelegen fysieke processen die opwarming in een bepaalde regio veroorzaken.

Het team ontdekte dat de verwachte toekomstige opwarming in de tropen (15oS-15oN) voornamelijk afkomstig is van opwarming in subtropische gebieden (16oN-32oN en 16oS-32oS). "Om dit verrassende fenomeen te begrijpen, men moet begrijpen hoe verschillende gebieden klimatologisch met elkaar omgaan, " zegt Dr. Malte Stuecker van de ICCP en hoofdauteur van de studie.

In de subtropische gebieden zakt de lucht in de bovenste atmosfeer, het creëren van hoge druk aan het oppervlak (zie figuur). Op een hoogte van ongeveer 10-15 km, deze zinkende beweging zuigt tropische lucht aan. De resulterende grootschalige atmosferische circulatie wordt de Hadley-cel en zijn oppervlaktetak genoemd, bekend als passaatwindcirculatie, transporteert relatief droge subtropische lucht terug naar de tropen. Door de effecten van de rotatie van de aarde, passaatwinden veroorzaken ook opwelling van koude ondergrondse wateren in de tropische Stille en Atlantische Oceaan.

"Als reactie op de toenemende uitstoot van broeikasgassen, toekomstige subtropische opwarming zal de atmosferische Hadley-cel vertragen, ", voegt Stuecker toe. Dit zal leiden tot een verzwakking van de passaatwinden aan de oppervlakte, minder opwelling van koud oceaanwater, en een resulterende opwarming van het zeeoppervlak. In aanvulling, een zwakkere Hadley-cel betekent ook dat er minder vochtige lucht opstijgt, en de bewolking is verminderd in de meeste tropen, het verhogen van de hoeveelheid zonlicht die het oppervlak bereikt. "Dit kan de toekomstige opwarming in de tropen verder verergeren, " zegt Axel Timmermann, Directeur van de ICCP en co-auteur van de studie.

Om tot deze conclusies te komen, de auteurs gebruikten een computermodel van het wereldwijde klimaatsysteem en voerden het uit voor huidige en toekomstige CO ₂ voorwaarden. Door het opleggen van de extra energie gerelateerd aan de CO ₂ verandering, in de tropen of subtropen, het team ontdekte toen dat door de mens veroorzaakte subtropische opwarming ongeveer 40% meer toekomstige veranderingen in de temperatuur van de oceaan aan het tropische oppervlak veroorzaakt dan wanneer dezelfde hoeveelheid extra energie de atmosfeer van de aarde rechtstreeks in de tropen zou binnendringen.

De studie presenteert een nieuw paradigma om de patronen van toekomstige opwarming van de aarde en de daaruit voortvloeiende regionale verschillen te begrijpen. "Opwarming in het ene gebied kan invloed hebben op de mate van opwarming op een andere plek. We beginnen te beseffen hoe sterk verschillende gebieden met elkaar verbonden zijn in het klimaatsysteem." zegt co-auteur Prof. Fei-Fei Jin van de Universiteit van Hawai'i, ONS..

De nieuwe Natuur Klimaatverandering studie wijst ook op de mogelijkheid dat een toekomstige vermindering van luchtvervuiling in Aziatische landen kan leiden tot regionale opwarming in de subtropen, wat op zijn beurt een opwarmingscascade zou kunnen veroorzaken die zelfs de tropen zou kunnen beïnvloeden. Echter, er moet meer onderzoek worden gedaan om de invloeden van luchtkwaliteitscontrole op het klimaat te kwantificeren.