Het gebruik van fossiele brandstoffen veroorzaakt grote hoeveelheden koolstofdioxide (CO₂ ) uitgestoten, een van de belangrijkste broeikasgassen die verantwoordelijk zijn voor de opwarming van de aarde. Het klimaat verandert onder toenemende CO₂ stralingsforcering (genaamd "CO₂ ramp-up") zijn op grote schaal geprojecteerd met behulp van numerieke experimenten. Voor een koolstofneutrale wereld zijn meer studies begonnen zich te concentreren op de regionale klimaatreacties bij afnemende CO₂ forceren vanaf een hoge CO₂ concentratie tot het pre-industriële niveau (genaamd "CO₂ uitloop").

Een nieuwe studie, gepubliceerd in het tijdschrift Science Bulletin , laat zien dat de veranderingen in tropische regenval - een van de belangrijkste indicatoren voor wereldwijde klimaatverandering - asymmetrisch zijn bij hetzelfde opwarmingsniveau (zoals 2 ° C) tijdens CO₂ op- en afstappen. De ruimtelijke variatie van tropische regenvalverandering is sterker tijdens CO₂ helling omlaag dan omhoog, toenemend boven de equatoriale Stille Oceaan met een zuidelijke uitbreiding, maar afnemend boven de intertropische convergentiezone van de Stille Oceaan en de convergentiezone in de Stille Zuidzee. Deze studie is gebaseerd op een geïdealiseerde CO₂ ramp-up/ramp-down scenario, waarin de CO₂ neemt continu toe met 1% jaar ⁻¹ van het pre-industriële niveau tot een verviervoudigd niveau tijdens de ramp-up, gevolgd door de ramp-down met hetzelfde tempo van 1% per jaar ⁻¹ om het pre-industriële niveau te bereiken.

Met behulp van een vochtbudgetdecompositiemethode tonen de onderzoekers aan dat deze asymmetrische verandering in tropische regenval voornamelijk te wijten is aan de verandering in de tropische circulatie, die verder nauw verband houdt met de verandering van de lokale zee-oppervlaktetemperatuur (SST).

"De processen met meerdere tijdschalen kunnen in de war raken tijdens de CO₂ ramp-up/ramp-down-scenario, waardoor een complex, in de tijd evoluerend patroon van veranderingen in tropische regenval ontstaat", legt de corresponderende auteur, Dr. Ping Huang, een professor aan het Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, uit. "Deze tijd- afhankelijke SST-reacties tijdens de twee perioden zijn een hybride van reacties op verschillende tijdschalen."

De onderzoekers passen een tijdschaaldecompositiemethode toe op de klimaatreactie (ontwikkeld in eerdere studies om de verwarde evoluties van reacties op verschillende tijdschalen te begrijpen) om de effecten van SST-reacties op verschillende tijdschalen op de tropische regenval te scheiden. Een snelle SST-respons en een langzame op basis van processen op verschillende tijdschalen worden gedefinieerd om te worden geëvalueerd in termen van hun in de tijd variërende bijdragen en effecten onder de CO₂ ramp-up/ramp-down scenario.

Resultaten laten zien dat de impact van de snelle SST-respons op de tropische regenval veel zwakker is dan die van de langzame SST-respons tijdens CO₂ afbouwen, en de bijdrage ervan is ook veel kleiner. De trage SST-respons kan een sterkere verandering in tropische regenval veroorzaken als gevolg van een El Niño-achtig opwarmingspatroon boven de equatoriale oostelijke Stille Oceaan. Een sterkere opwarming van de ondergrond tijdens de CO₂ uitloopperiode onderdrukt het dynamische thermostaateffect van de oceaan, wat leidt tot het El Niño-achtige opwarmingspatroon.

"Onze resultaten geven aan dat het terugbrengen van de wereldwijde gemiddelde temperatuurstijging tot onder een bepaald doel, zoals 2 ° C, door CO₂ te verwijderen , kan de distributie van tropische convectie niet herstellen, met mogelijk verwoestende effecten op het wereldwijde klimaat", concludeert de eerste auteur, Dr. Shijie Zhou, een postdoctoraal onderzoeker aan het Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences. + Verken verder

Vertraagde langzame reactie van de oceaan op CO2-verwijdering veroorzaakt asymmetrische verandering van tropische regenval