Hoewel wereldwijde klimaatmodellen op veel manieren variëren, daar zijn ze het over eens:het Middellandse-Zeegebied zal de komende decennia aanzienlijk droger zijn, mogelijk zien we 40 procent minder neerslag tijdens het regenseizoen in de winter.

Een analyse door onderzoekers van MIT heeft nu de onderliggende mechanismen gevonden die de afwijkende effecten in deze regio verklaren, vooral in het Midden-Oosten en in Noordwest-Afrika. De analyse kan helpen de modellen te verfijnen en zekerheid te geven aan hun projecties, die belangrijke gevolgen hebben voor het beheer van de watervoorraden en de landbouw in de regio.

De studie, vorige week gepubliceerd in de Tijdschrift voor Klimaat , werd uitgevoerd door MIT-afgestudeerde student Alexandre Tuel en hoogleraar civiele en milieutechniek Elfatih Eltahir.

De verschillende mondiale circulatiemodellen van het veranderende klimaat op aarde zijn het erover eens dat de temperaturen vrijwel overal zullen stijgen, en op de meeste plaatsen zal ook regen vallen, gedeeltelijk omdat warmere lucht meer waterdamp kan bevatten. Echter, "Er is één grote uitzondering, en dat is het Middellandse Zeegebied, "Eltahir zegt, die de grootste daling van de verwachte regenval van alle landmassa's op aarde laat zien.

"Met al hun verschillen, de modellen lijken het er allemaal over eens te zijn dat dit gaat gebeuren, " hij zegt, hoewel ze verschillen over het bedrag van de daling, variërend van 10 tot 60 procent. Maar niemand had eerder kunnen uitleggen waarom.

Tuel en Eltahir ontdekten dat deze verwachte uitdroging van het Middellandse-Zeegebied het resultaat is van de samenvloeiing van twee verschillende effecten van een opwarmend klimaat:een verandering in de dynamiek van de circulatie in de bovenste atmosfeer en een vermindering van het temperatuurverschil tussen land en zee. Geen van beide factoren zou op zichzelf voldoende zijn om de abnormale vermindering van regenval te verklaren, maar in combinatie kunnen de twee fenomenen de unieke droogtrend in de modellen volledig verklaren.

Het eerste effect is een grootschalig fenomeen, gerelateerd aan krachtige winden op grote hoogte, de jetstream van gemiddelde breedte, die een sterke, stabiel weerpatroon van west naar oost in heel Europa, Azië, en Noord-Amerika. Tuel zegt dat de modellen laten zien dat "een van de robuuste dingen die gebeuren met klimaatverandering is dat als je de temperatuur op aarde verhoogt, je gaat de kracht van deze jets van gemiddelde breedte vergroten."

Maar op het noordelijk halfrond, die winden lopen tegen obstakels aan, met bergketens waaronder de Rockies, Alpen, en Himalaya, en deze geven gezamenlijk een soort golfpatroon aan deze gestage circulatie, resulterend in afwisselende zones van hogere en lagere luchtdruk. Hoge druk wordt geassocieerd met helder, droge lucht, en lage druk met nattere lucht en stormsystemen. Maar naarmate de lucht warmer wordt, dit golfpatroon wordt gewijzigd.

"Het gebeurde gewoon dat de geografie van waar de Middellandse Zee is, en waar de bergen zijn, beïnvloedt het luchtstroompatroon hoog in de atmosfeer op een manier die een hogedrukgebied boven de Middellandse Zee creëert, Dat hogedrukgebied zorgt voor een droge zone met weinig neerslag", legt Tuel uit.

Echter, dat effect alleen kan de verwachte uitdroging van de Middellandse Zee niet verklaren. Dat vereist de toevoeging van een tweede mechanisme, het verkleinen van het temperatuurverschil tussen land en zee. dat verschil, die helpt om wind te drijven, zal ook sterk worden verminderd door klimaatverandering, omdat het land veel sneller opwarmt dan de zeeën.

"Wat echt anders is aan de Middellandse Zee in vergelijking met andere regio's, is de geografie, " zegt Tuel. "Kortom, je hebt een grote zee omsloten door continenten, dat komt eigenlijk nergens anders ter wereld voor." Terwijl modellen laten zien dat de omringende landmassa's de komende eeuw met 3 tot 4 graden Celsius opwarmen, de zee zelf zal slechts ongeveer 2 graden opwarmen. "In principe, het verschil tussen het water en het land wordt met de tijd kleiner, " hij zegt.

Dat, beurtelings, versterkt het drukverschil, toe te voegen aan het hogedrukgebied dat een met de klok mee circulatiepatroon van winden rond het Middellandse-Zeebekken aandrijft. En vanwege de bijzonderheden van de lokale topografie, prognoses tonen aan dat de twee gebieden die het hardst worden getroffen door de droogtrend het noordwesten van Afrika zijn, inclusief Marokko, en het oostelijke Middellandse Zeegebied, inclusief Turkije en de Levant.

Die trend is niet zomaar een projectie, maar is al duidelijk geworden in recente klimaattrends in het Midden-Oosten en het westen van Noord-Afrika, zeggen de onderzoekers. "Dit zijn gebieden waar we nu al dalingen in neerslag detecteren, ", zegt Eltahir. Het is mogelijk dat deze afname van regenval in een toch al uitgedroogde regio zelfs heeft bijgedragen aan de politieke onrust in de regio, hij zegt.

"We documenteren uit het waargenomen neerslagrecord dat dit oostelijke deel al een aanzienlijke daling van de neerslag heeft ervaren, ', zegt Eltahir. Het feit dat de onderliggende fysieke processen nu worden begrepen, zal ervoor zorgen dat deze prognoses serieus worden genomen door planners in de regio, hij zegt. Het zal veel meer vertrouwen geven, hij zegt, door hen in staat te stellen 'de exacte mechanismen te begrijpen waardoor die verandering zal plaatsvinden'.

Eltahir heeft samengewerkt met overheidsinstanties in Marokko om hen te helpen deze informatie te vertalen naar concrete planning. "We proberen deze prognoses te nemen en te zien wat de gevolgen zouden zijn voor de beschikbaarheid van water, " zegt hij. "Dat zal mogelijk veel impact hebben op hoe Marokko zijn watervoorraden plant, en ook hoe ze technologieën kunnen ontwikkelen die hen kunnen helpen die effecten te verminderen door een beter waterbeheer op veldschaal, of misschien door precisielandbouw met behulp van hogere technologie."

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), een populaire site met nieuws over MIT-onderzoek, innovatie en onderwijs.