De recente recordbrekende regenval in het noordoosten van de Verenigde Staten maakt deel uit van een grotere trend. Van Maine tot West Virginia, het noordoosten heeft sinds 1996 een abrupte toename van extreme neerslag gezien - hevige regen en sneeuw, resulterend in ongeveer 1 tot 2 inch water per dag, afhankelijk van de locatie, die samenviel met de opwarming van het zeeoppervlak in de Noord-Atlantische Oceaan. Extreme neerslag in het noordoosten wordt meestal veroorzaakt door tropische cyclonen, onweer langs fronten, en extratropische cyclonen zoals Nor'easters. Een recente studie gepubliceerd in Weer- en klimaatextremen constateert dat de toename van extreme neerslag na 1996 werd veroorzaakt door broeikasgassen door menselijke activiteit en de variabiliteit van de oppervlaktetemperatuur van de Noord-Atlantische Oceaan, bekend als Atlantische variabiliteit.

"Ons eerdere werk heeft aangetoond dat de extreme neerslag in het noordoosten de afgelopen 25 jaar dramatisch is toegenomen, maar deze studie is een van de eerste die aantoont dat deze stijging gedeeltelijk te wijten is aan antropogene klimaatverandering, " zei hoofdauteur Huanping Huang, een voormalig afgestudeerde student aardwetenschappen en een alumnus van de Applied Hydroclimatology Group in Dartmouth. Huang is momenteel een postdoctoraal onderzoeker in de Climate and Ecosystem Sciences Division van het Lawrence Berkeley National Laboratory.

Deze studie bouwt voort op eerder werk van Huang en co-auteurs, waaruit bleek dat het noordoosten sinds 1996 een toename van 53% in extreme neerslag heeft ervaren, en dat de belangrijkste oorzaak van de toename de zware regenval van tropische cyclonen is. Het team koppelde de versterkte zware neerslag van tropische cyclonen aan zowel een warmere atmosfeer, waardoor de hoeveelheid water die lucht kan vasthouden toeneemt, en een warmere Atlantische Oceaan, waardoor er sterkere en frequentere orkanen ontstaan. "Onze resultaten tonen aan dat multidecadale variabiliteit in de oppervlaktetemperaturen van de Atlantische Oceaan, een belangrijke aanjager van de opwarming van de Atlantische Oceaan, naast antropogene broeikasgassen en aerosolen, heeft ook bijgedragen aan de toename van de extreme neerslag in het noordoosten na 1996, " voegde Huang eraan toe.

Om de oorzakelijke factoren te bepalen van toegenomen extreme neerslag in het noordoosten en de opwarming van de oppervlaktetemperaturen van de Atlantische Oceaan van 1929 tot 2018, het onderzoeksteam gebruikte twee grote sets wereldwijde klimaatmodelsimulaties van het National Center for Atmosphere Research, evenals neerslaggegevens van Amerikaanse weerstations van het Global Historical Climatology Network, samengesteld door de National Oceanic and Atmospheric Administration's National Centers for Environmental Information.

Om de oorzaken van de extreme neerslagtoename te isoleren, het team gebruikte één set wereldwijde klimaatmodelsimulaties die het historische klimaat reproduceren door de evolutie van alle natuurlijke en antropogene forceringen op te nemen. Natuurlijke forceringen omvatten zonnestraling en vulkanen, terwijl antropogene forcering broeikasgassen omvat, industriële aerosolen (deeltjes afkomstig van de verbranding van fossiele brandstoffen), aerosolen van de verbranding van biomassa, en landgebruik en landverandering. In de andere reeks simulaties, alle forceringen werden opgenomen, behalve één van de vier antropogene forceringen. Door deze "leave-one-out"-benadering, de onderzoekers konden de effecten isoleren van externe forcering en interne variabiliteit (natuurlijk voorkomende klimaatvariaties) op de waargenomen veranderingen van de oppervlaktetemperaturen van de Noord-Atlantische Oceaan en extreme neerslag in het noordoosten. De onderzoekers pasten vervolgens een statistische methode toe die 'optimal fingerprinting' wordt genoemd en die vaak wordt gebruikt in onderzoek naar klimaatverandering, om te bepalen in hoeverre externe forcering het regionale klimaat heeft beïnvloed.

Uit de bevindingen bleek dat de extreme toename van neerslag die na 1996 werd waargenomen, werd veroorzaakt door broeikasgassen van menselijke activiteit en een warmere Noord-Atlantische Oceaan. De opwarming van de Noord-Atlantische Oceaan sinds de jaren negentig, kan worden toegeschreven aan multidecadale variabiliteit, verminderde industriële aerosolen, en verhoogde broeikasgassen. Naarmate de luchtkwaliteit verbeterde als gevolg van de Clean Air Act van 1970, aërosolen die de atmosfeer vervuilen en zonlicht weerkaatsen, afgenomen. Deze verminderde koeling door minder aerosolen, gecombineerd met opwarming door verhoogde broeikasgassen door menselijke activiteit, de Noord-Atlantische Oceaan verwarmd.

"Onze analyse illustreert dat verminderde aerosolen en toegenomen broeikasgassen door menselijke activiteit hebben bijgedragen aan zowel de stijging van de extreme neerslag in het noordoosten als de oppervlaktetemperaturen van de Noord-Atlantische Oceaan, " zei co-auteur Jonathan Winter, een universitair hoofddocent geografie en hoofdonderzoeker van de Applied Hydroclimatology Group in Dartmouth. "Ons onderzoeksteam onderzoekt deze dramatische toename van extreme neerslag al enkele jaren, en deze studie bevestigt dat mensen in feite, gedeeltelijk verantwoordelijk voor de toename van zware regenval die we de afgelopen twee en een half decennium hebben meegemaakt."