Impact van Klimaatverandering op Atmosferische Circulatie

Een kaart van de aarde toont de wereldwijde bewolking op 11 juli 2005, voornamelijk gebaseerd op waarnemingen van de Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) sensor op de NASA Terra-satelliet. De patronen van de bewolking onthullen grootschalige atmosferische circulatie.

De manier waarop klimaatverandering thermodynamische signalen, zoals atmosferische temperaturen, beïnvloedt, is relatief goed begrepen. De effecten op atmosferische circulatie zijn echter complexer, omdat de atmosfeer luidruchtig en chaotisch is, en omdat thermodynamische veranderingen effecten kunnen genereren die het moeilijk maken om circulatiewijzigingen te ontcijferen.

Modellen bieden veel robuuste voorspellingen van veranderingen in atmosferische circulatie als gevolg van klimaatverandering, maar deze voorspellingen zijn moeilijk te verifiëren. Dit begint te veranderen nu onderzoekers een langere waarnemingsreeks van atmosferische circulatie accumuleren en nieuwe tools ontwikkelen.

In AGU Advances bekijken onderzoekers de bekende effecten van klimaatverandering op circulatie, samenvatten ze de huidige inzichten in hun mechanismen, en wijzen ze op kennisleemtes en kansen voor toekomstig onderzoek. Ze voorspellen een komende “gouden eeuw” in de studie van circulatiedynamiek, die mogelijk discrepanties tussen modellen en waarnemingen kan oplossen en ons begrip van hoe klimaatverandering het klimaatsysteem van de aarde zal beïnvloeden, kan verbeteren.

Al gedetecteerde signalen van klimaatverandering die de circulatie beïnvloeden, omvatten een verschuiving van de straalstroom naar de polen in de lagere troposfeer en een verzwakking van de straalstroom en stormbaan op het noordelijk halfrond. De dynamiek van sommige signalen is begrepen en is toegeschreven aan menselijke activiteiten.

Bijvoorbeeld, inspanningen om de luchtkwaliteit te verbeteren hebben geleid tot een afname van aerosolen boven land. Omdat aerosolen zonlicht reflecteren, heeft deze afname geleid tot verhoogde oppervlakteradiatie en oppervlaktetemperaturen, wat de zomerse Euraziatische straalstroom in de afgelopen 40 jaar heeft verzwakt.

De precieze mechanismen achter andere signalen, zoals de verschuiving van de rand van de Hadleycel, blijven onderwerp van debat. Verschillende andere signalen zijn voorgesteld of gemodelleerd, maar zijn nog niet waargenomen in de observaties. In sommige gevallen bestaan er opvallende discrepanties tussen gemodelleerde voorspellingen en waarnemingen. Ze vertonen tegenovergestelde trends in de veranderingen van het zeewatertemperatuurpatroon van de tropische Stille Oceaan, wat leidt tot discrepanties in regionale stormbaantrends.

Een andere uitdaging ligt in het onderscheiden van de klimaatverandering-gerelateerde reacties van ruis. Deze en andere kwesties kunnen binnenkort worden opgelost, zeggen de auteurs, door het gebruik van betere gegevens en nieuwe tools zoals kunstmatige intelligentie die verbeterde analytische mogelijkheden bieden. Studies die signalen over seizoenen en regio’s volgen of die zich richten op extreme gebeurtenissen, zouden bijzonder nuttig kunnen zijn, schrijven ze.

Dergelijke vooruitgangen kunnen helpen de mechanismen achter complexe circulatiedynamiek te verduidelijken en verbeteren hoe ze worden weergegeven in klimaatmodellen, waardoor ons begrip van wereldwijde atmosferische patronen wordt vergroot en de voorspellingen van klimaatverandering worden verbeterd.