Ou­dere klima­at­patronen verbet­eren voorspellin­gen van veranderingen in de Zuid-Aziatische moesson

Medog County in juli, op de zuidelijke helling van het Qinghai-Tibet Plateau. Credit: Guo Zhun

De Zuid-Aziatische Zomer Monsuun (SASM) is het belangrijkste monsoonsysteem ter wereld, dat ongeveer 80% van de jaarlijkse neerslag in de regio levert. Dit heeft invloed op de landbouw, waterbeveiliging en het levensonderhoud van meer dan een miljard mensen op het Indisch Schiereiland, het westelijke Indochina-schiereiland en het zuidelijke Qinghai-Tibet Plateau.

Vanwege de brede effecten van de monsoon op de regio is het cruciaal om nauwkeurige projecties te maken van haar dynamiek onder klimaatverandering. Huidige projecties suggereren dat de SASM-neerslag zal toenemen terwijl de circulatie verzwakt, wat afwijkt van het gedrag in het verleden, waarin zowel neerslag als circulatie toenamen tijdens opwarmingsperiodes.

Aangezien wetenschappers vaak gebruikmaken van het klimaatgedrag uit het verleden om toekomstige veranderingen te voorspellen, is het onduidelijk hoe deze gegevens uit het verleden in deze situatie moeten worden gebruikt, waarin het verleden verschilt van toekomstige projecties van verzwakte SASM-circulatie.

Een recente studie, gepubliceerd in Nature, probeert deze tegenstrijdigheid aan te pakken door te onderzoeken hoe de SASM reageert op opwarming onder zes klimaatscenario’s, die zich uitstrekken van het verleden tot de toekomst. Onder leiding van onderzoekers van het Instituut voor Atmosferische Fysica van de Chinese Academie van Wetenschappen, ontwikkelt de studie een verenigd kader op basis van thermodynamische (vochtgedreven) en dynamische (windgedreven) processen die veranderingen in de SASM beheersen. Dit suggereert dat inzichten uit warme klimaten uit het verleden onze kennis van de toekomstige SASM kunnen verbeteren.

Door gebruik te maken van multi-model klimaatsimulaties en geologische gegevens, identificeert de studie vergelijkbare SASM-veranderingen tijdens warme perioden in het verleden—specifiek, het midden van het Plioceen (~3,3–3 miljoen jaar geleden), de Laatste Interglaciaal (~127.000 jaar geleden) en het midden van het Holoceen (~6.000 jaar geleden)—en drie toekomstige opwarmingsscenario’s (2071–2100).

Deze warme periodes worden gekenmerkt door verschillende externe invloeden, waaronder verhoogde CO2-niveaus, continentale vergroening en verminderde ijskappen, en verhoogde zomerse insolație. De bevindingen van de studie wijzen op een algehele toename van de monsoonneerslag, hoewel er regionale verschillen zijn; een verzwakking van de monsoon-trough-achtige circulatie boven de Golf van Bengalen; en een versterking van de monsooncirculatie boven de noordelijke Arabische Zee.

Bovendien onthult de studie dat de thermodynamische en dynamische mechanismen die ten grondslag liggen aan de SASM-veranderingen consistent blijven over zowel het verleden als toekomstige warme intervallen. Verschillen in hun dynamische magnitudes helpen om de discrepanties in eerdere onderzoeken te verduidelijken.

Thermodynamisch volgt het fenomeen het “natter wordt natter”-patroon, wat betekent dat stijgende wereldtemperaturen leiden tot een toename van de atmosferische vochtigheid. Dynamisch worden veranderingen in de monsooncirculatie aangedreven door verbeterde thermische contrasten, waarbij de resulterende niet-uniforme dynamische effecten voornamelijk worden gemedieerd door voelbare warmteflux.

Op basis van inzichten uit warme klimaten ontwikkelen de onderzoekers ook op fysica gebaseerde regressiemodellen voor de toekomstige SASM met behulp van historische gegevens. Gezien de kenmerken van de opwarming voorspellen deze modellen effectief toekomstige veranderingen in monsooncirculatie en neerslag zoals geprojecteerd door klimaatmodellen, met ruimtelijke correlatiecoëfficiënten van ongeveer 0,8 en 0,7 onder hoge-emissiescenario’s. Dit suggereert dat historische analogieën, ondersteund door paleoklimaatreconstructies, veelbelovend zijn voor het verbeteren van toekomstige projecties van de SASM.