science >> Wetenschap >  >> Natuur

Zal de opwarming van de aarde een verandering in de wind brengen? Stof uit de diepe zee geeft een aanwijzing

Afbeelding van een stofpluim die China verlaat en het Koreaanse schiereiland en Japan oversteekt. Onderzoekers bestudeerden het stof dat is afgezet in oude oceaansedimenten om te begrijpen hoe windpatronen in dit gebied in het verleden zijn verschoven. Hun bevindingen geven een beter inzicht in hoe de wind in de toekomst kan veranderen. Krediet:SeaWiFS-project, NASA/Goddard Space Flight Center, en ORBIMAGE

De westenwinden - of westenwinden - spelen een belangrijke rol in het weer en het klimaat, zowel lokaal als op wereldschaal, door neerslagpatronen te beïnvloeden, invloed hebben op de oceaancirculatie en het sturen van tropische cyclonen. Dus, het vinden van een manier om te beoordelen hoe ze zullen veranderen als het klimaat warmer wordt, is cruciaal.

Typisch, de westenwinden waaien van west naar oost over de middelste breedtegraden van de planeet. Maar wetenschappers hebben gemerkt dat de afgelopen decennia, deze winden veranderen, poolwaarts migreren. Onderzoek suggereert dat dit komt door klimaatverandering. Maar, wetenschappers hebben gedebatteerd of de poolwaartse beweging van de westenwinden zal doorgaan als temperaturen en atmosferische kooldioxide (CO .) 2 ) verder toenemen onder toekomstige opwarmingsscenario's. Het was moeilijk om deze wetenschappelijke vraag op te lossen omdat onze kennis van de westenwinden in vroegere warme klimaten tot nu toe beperkt was.

In een paper gepubliceerd op 6 januari in Natuur , klimaatonderzoekers van het Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University beschrijven een nieuwe methode om de oude geschiedenis van de westenwinden te volgen - een proxy voor wat we kunnen ervaren in een toekomstige opwarmende wereld. De hoofdauteur, Lamont afgestudeerde student Jordan Abell en zijn adviseur, Gisela Winckler, een manier ontwikkeld om paleoklimatologie - de studie van het klimaat in het verleden - toe te passen op de kwestie van het gedrag van de westenwinden, en vond bewijs dat suggereert dat atmosferische circulatiepatronen zullen veranderen met klimaatopwarming.

Sedimentkernen zoals hier getoond, geboord vanaf de bodem van de oceaan, bevatten records van vroegere klimaatomstandigheden in hun lagen. Stof in kernen verzameld door het onderzoeksschip JOIDES Resolution en opgeslagen aan de Texas A&M University hielp om veranderende patronen in de westenwinden te onthullen. Krediet:Jordan Abell/Lamont-Doherty Earth Observatory

De bevinding vertegenwoordigt een doorbraak in ons begrip van hoe de wind in het verleden veranderde, en hoe ze in de toekomst kunnen blijven veranderen.

Door stof te gebruiken in oude, diepzeesedimenten als indirecte tracer van wind, de onderzoekers konden windpatronen reconstrueren die drie tot vijf miljoen jaar geleden plaatsvonden. Wetende dat winden - in dit geval de westenwinden - stof transporteren van woestijngebieden naar verre locaties, de auteurs onderzochten kernen uit de noordelijke Stille Oceaan. Dit gebied ligt benedenwinds van Oost-Azië, een van de grootste stofbronnen van vandaag en een bekende stofgenererende regio voor de afgelopen miljoenen jaren. Door het stof te meten in kernen van twee verschillende locaties, duizenden kilometers van elkaar verwijderd, konden de onderzoekers veranderingen in stof in kaart brengen, en op zijn beurt de westenwinden.

"We konden de patronen onmiddellijk zien. De gegevens zijn zo duidelijk. Ons werk is consistent met moderne observaties, en suggereert dat windpatronen zullen veranderen met klimaatopwarming, ' zei Abel.

De onderzoekers ontdekten dat tijdens de warme delen van het Plioceen (3-5 miljoen jaar geleden), de westenwinden bevonden zich dichter bij de polen. De afbeelding rechts laat zien hoe de westenwinden zich daarna naar de evenaar bewogen tijdens koudere intervallen. Recente waarnemingen geven aan dat naarmate de planeet warmer wordt door klimaatverandering, de westenwinden verschuiven opnieuw poolwaarts. Krediet:Abell et al., Natuur 2021

Ze ontdekten dat tijdens de warme delen van het Plioceen (een periode van drie tot vijf miljoen jaar geleden, toen de aarde ongeveer twee tot vier graden Celsius warmer was dan vandaag, maar ongeveer dezelfde concentratie CO . had 2 in de lucht zoals we nu doen), de westenwinden, wereldwijd, bevonden zich dichter bij de polen dan tijdens de koudere intervallen daarna.

"Door het Plioceen te gebruiken als analoog voor de moderne opwarming van de aarde, het lijkt waarschijnlijk dat de beweging van het westen naar de polen die in het moderne tijdperk is waargenomen, zal doorgaan met verdere door de mens veroorzaakte opwarming, ’ legde Winckler uit.

De beweging van deze winden heeft enorme gevolgen voor stormsystemen en neerslagpatronen. En hoewel dit onderzoek niet precies aangeeft waar het min of meer gaat regenen, het bevestigt dat de wind- en neerslagpatronen zullen veranderen met de klimaatopwarming.

"In de geschiedenis van de aarde, het opsporen van windbewegingen en hoe ze zijn veranderd, dat was ongrijpbaar omdat we er geen tracer voor hadden, "zei Winckler. "Nu doen we dat."