science >> Wetenschap >  >> Natuur

Klimaatgedreven megadrought is in opkomst in het westen van de VS, studie zegt:

Gebieden in het zuidwesten van Noord-Amerika die begin jaren 2000 door droogte werden getroffen; donkere kleuren zijn intenser. Gele doos toont het studiegebied. Credit:aangepast van Williams et al., Wetenschap, 2020

Nu het westen van de Verenigde Staten en het noorden van Mexico te maken hebben met een steeds langer wordende reeks droge jaren vanaf 2000, wetenschappers waarschuwen al enige tijd dat klimaatverandering de regio in de richting van een extreme langdurige droogte kan duwen die erger is dan ooit in de opgetekende geschiedenis. Een nieuwe studie zegt dat de tijd is aangebroken:een megadrought zo erg of erger dan alles, zelfs uit de bekende prehistorie, is zeer waarschijnlijk aan de gang, en het opwarmende klimaat speelt een sleutelrol. De studie, gebaseerd op moderne weerswaarnemingen, 1, 200 jaar jaarringgegevens en tientallen klimaatmodellen, verschijnt deze week in het toonaangevende tijdschrift Wetenschap .

"Eerdere studies waren grotendeels modelprojecties van de toekomst, " zei hoofdauteur Park Williams, een bioklimatoloog aan de Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University. "We kijken niet langer naar projecties, maar waar we nu zijn. We hebben nu genoeg waarnemingen van de huidige droogte en boomringrecords van droogte in het verleden om te zeggen dat we op hetzelfde traject zitten als de ergste prehistorische droogtes."

Betrouwbare moderne waarnemingen dateren slechts van ongeveer 1900, maar door boomringen konden wetenschappers eeuwenlang jaarlijks bodemvocht afleiden voordat de mens het klimaat begon te beïnvloeden. Onder andere, eerder onderzoek heeft catastrofale natuurlijk veroorzaakte droogtes die in boomringen zijn geregistreerd, gekoppeld aan omwentelingen onder inheemse beschavingen uit het middeleeuwse tijdperk in het zuidwesten. De nieuwe studie is de meest actuele en uitgebreide langetermijnanalyse. Het beslaat een gebied dat zich uitstrekt over negen Amerikaanse staten van Oregon en Montana tot aan Californië en New Mexico, en een deel van Noord-Mexico.

Met behulp van ringen van vele duizenden bomen, de onderzoekers brachten tientallen droogtes in de regio in kaart, beginnend in 800 na Christus. Vier vallen op als zogenaamde megadroughts, met extreme droogte die tientallen jaren aanhoudt:de late jaren 800, midden 1100, de jaren 1200, en de late jaren 1500. na 1600, er waren andere droogtes, maar niemand op deze schaal.

Het team vergeleek vervolgens de oude megadroogtes met bodemvochtrecords berekend op basis van het waargenomen weer in de 19 jaar van 2000 tot 2018. Hun conclusie:gemeten tegen de slechtste 19-jarige toenames in de vorige afleveringen, de huidige droogte overtreft al de drie vroegste. De vierde, die 1575 tot 1603 overspande, was misschien het ergste van allemaal, maar het verschil is klein genoeg om binnen het bereik van onzekerheid te blijven. Verder, de huidige droogte treft grotere gebieden consequenter dan alle eerdere - een vingerafdruk van de opwarming van de aarde, zeggen de onderzoekers. Alle oude droogteperiodes duurden langer dan 19 jaar - de droogte die begon in de jaren 1200 duurde bijna een eeuw - maar ze begonnen allemaal op een vergelijkbaar pad als wat nu verschijnt, ze zeggen.

Variërend bodemvocht in het zuidwesten van Noord-Amerika, 800-2018. De rechte horizontale middellijn geeft de gemiddelde vochtigheid aan; blauwe lijn onderaan toont het gemiddelde van 2000-2018. Groene balken geven abnormaal natte periodes aan, roze abnormaal droog. De fluctuerende rode vochtlijn is gebaseerd op jaarringgegevens totdat deze wordt omgezet in blauw aan het begin van moderne instrumentele waarnemingen. Credit:aangepast van Williams et al., Wetenschap, 2020

De natuur dreef de oude droogtes aan, en speelt vandaag de dag nog steeds een sterke rol. Een onderzoek vorig jaar onder leiding van Nathan Steiger van Lamont toonde onder meer aan dat ongewoon koele periodieke omstandigheden boven de tropische Stille Oceaan (gewoonlijk La Niña genoemd) tijdens de vorige megadroogtes duwden stormsporen verder naar het noorden, en verhongerde het gebied van neerslag. dergelijke voorwaarden, en mogelijk andere natuurlijke factoren, lijken de afgelopen jaren ook de neerslag te hebben verminderd. Echter, met de opwarming van de aarde, de auteurs zeggen dat de gemiddelde temperaturen sinds 2000 1,2 graden C (2,2 F) hoger zijn dan ze anders zouden zijn geweest. Omdat warmere lucht de neiging heeft meer vocht vast te houden, dat vocht uit de grond wordt gehaald. Dit heeft het drogen van bodems die al verhongerd waren door neerslag, geïntensiveerd.

Alles verteld, de onderzoekers zeggen dat stijgende temperaturen verantwoordelijk zijn voor ongeveer de helft van het tempo en de ernst van de huidige droogte. Als deze algemene opwarming van de vergelijking zou worden afgetrokken, de huidige droogte zou op de elfde plaats staan ​​die het ergst is ontdekt - slecht, maar lang niet wat het is geworden.

"Het maakt niet uit of dit nu precies de ergste droogte ooit is, " zei co-auteur Benjamin Cook, die is aangesloten bij Lamont en het Goddard Institute for Space Studies. "Waar het om gaat, is dat het door de klimaatverandering veel erger is gemaakt dan het zou zijn geweest." Aangezien de temperaturen naar verwachting blijven stijgen, het is waarschijnlijk dat de droogte in de nabije toekomst zal aanhouden; of vervaag kort om terug te keren, zeggen de onderzoekers.

"Omdat de achtergrond warmer wordt, de dobbelstenen worden steeds meer belast naar langere en ernstigere droogtes, "zei Williams. "Misschien hebben we geluk, en natuurlijke variabiliteit zal een tijdje meer neerslag brengen. Maar vooruit, we hebben meer en meer geluk nodig om uit de droogte te komen, en steeds minder pech om terug te keren naar droogte." Williams zei dat het denkbaar is dat de regio eeuwenlang droog kan blijven. "Dat is niet mijn voorspelling op dit moment, maar het is mogelijk, " hij zei.

Lamont-klimatoloog Richard Seager was een van de eersten die voorspelde, in een document uit 2007, that climate change might eventually push the region into a more arid climate during the 21st century; he speculated at the time that the process might already be underway. By 2015, when 11 of the past 14 years had seen drought, Benjamin Cook led a followup study projecting that warming climate would cause the catastrophic natural droughts of prehistory to be repeated by the latter 21st century. A 2016 study coauthored by several Lamont scientist reinforced those findings. Nutsvoorzieningen, says Cook, it looks like they may have underestimated. "It's already happening, " hij zei.

In the Catalina Mountains in southern Arizona, forests struggle to keep up with recent increases in drought and wildfire activity, which are expected to continue due to human-caused climate change. Credit:Park Williams/Lamont-Doherty Earth Observatory

The effects are palpable. The mighty reservoirs of Lake Mead and Lake Powell along the Colorado River, which supply agriculture around the region, have shrunk dramatically. Insect outbreaks are ravaging dried-out forests. Wildfires in California and across wider areas of the U.S. West are growing in area. While 2019 was a relatively wet year, leading to hope that things might be easing up, early indications show that 2020 is already on a track for resumed aridity.

"There is no reason to believe that the sort of natural variability documented in the paleoclimatic record will not continue into the future, but the difference is that droughts will occur under warmer temperatures, " said Connie Woodhouse, a climate scientist at the University of Arizona who was not involved in the study. "These warmer conditions will exacerbate droughts, making them more severe, langer, and more widespread than they would have been otherwise."

Angeline Pendergrass, a staff scientist at the U.S. National Center for Atmospheric Research, said that she thinks it is too early to say whether the region is at the cusp of a true megadrought, because the study confirms that natural weather swings are still playing a strong role. Dat gezegd hebbende, "even though natural variability will always play a large role in drought, climate change makes it worse, " she said.

Tucked into the researchers' data:the 20th century was the wettest century in the entire 1200-year record. It was during that time that population boomed, and that has continued. "The 20th century gave us an overly optimistic view of how much water is potentially available, " said Cook. "It goes to show that studies like this are not just about ancient history. They're about problems that are already here."