De Grote Meren Betreden Een Extreme Nieuwe Tijd, Met Gevolgen Voor Weer, Economie en Ecologie in de Regio

Onderzoek toont nieuwe trends in hittegolven en koude periodes van de Grote Meren aan

Volgens nieuw onderzoek, geleid door de Universiteit van Michigan, hebben de frequentie en intensiteit van hittegolven en koude periodes in de Grote Meren, zichtbaar als pieken in grafieken, een nieuw regime bereikt in de jaren ’90. Met behulp van een maatstaf genaamd “degree days” die de omvang en duur van een temperatuurafwijking combineert, hebben de onderzoekers aangetoond dat de mediaanwaarde meer dan verdubbeld is na een “faseverschuiving”.

“De verschijning van deze extreme temperaturen neemt toe,” zei Hazem Abdelhady, postdoctoraal onderzoeker aan de U-M School for Environment and Sustainability (SEAS). “Voor de meeste meren is de verschijning meer dan 100% gestegen vergeleken met vóór 1998.” Deze timing is significant omdat het samenvalt met de El Niño van 1997-1998, een van de sterkste ooit geregistreerd.

Abdelhady en zijn collega’s ontwikkelden een geavanceerde benadering om de temperatuur van het oppervlaktewater van de Grote Meren te modelleren, waardoor ze hittegolven en koude periodes konden bestuderen die teruggaan tot 1940. De temperatuur van het oppervlaktewater speelt een belangrijke rol in het weer, wat een duidelijke zorg is voor bewoners, reizigers en scheepvaartbedrijven in de regio. Maar de stijging van extreme temperatuurverschijnselen kan ook ecosystemen en economieën die afhankelijk zijn van de meren op subtiele manieren verstoren, aldus Abdelhady.

“Dergelijke gebeurtenissen kunnen enorme gevolgen hebben voor de visserij, die een miljard dollar waard is,” voegde hij eraan toe. Tribale, recreatieve en commerciële visserij in de Grote Meren vertegenwoordigt een totale waarde van meer dan $7 miljard per jaar, volgens de Grote Meren Visserijcommissie.

Hoewel vissen zich naar koelere of warmere wateren kunnen verplaatsen om geleidelijke temperatuurveranderingen te verduren, geldt dit niet altijd voor plotselinge sprongen in welke richting dan ook. Viseieren zijn bijzonder kwetsbaar voor abnormale temperatuurschommelingen.

Hitte- en koudeperiodes kunnen ook de natuurlijke meng- en stratificatiecycli van de meren verstoren, wat de gezondheid en waterkwaliteit van de meren beïnvloedt, die mensen gebruiken voor recreatie en drinkwater.

Nu de onderzoekers deze trends voor elk van de Grote Meren hebben onthuld, werken ze aan het voorspellen van toekomstige extreme temperatuurverschijnselen naarmate de gemiddelde temperatuur van de meren en de planeet blijft stijgen. Door deze gebeurtenissen en hun verbanden met wereldwijde klimaatfenomenen, zoals El Niños en La Niñas, te bestuderen, kunnen we ons beter voorbereiden op hun impact, aldus Abdelhady.

“Als we deze gebeurtenissen kunnen begrijpen, kunnen we beginnen na te denken over hoe we ons ertegen kunnen beschermen,” zei hij.

De uitdagingen van het modelleren van de Grote Meren

Een van de uitdagingen van dit onderzoek was de omvang van het probleem zelf. Hoewel onderzoekers computer modellen hebben ontwikkeld die processen in de meeste meren over de hele wereld kunnen simuleren, zijn de Grote Meren geen gewone meren. Ze vormen een onderling verbonden systeem van vijf meren en bevatten meer dan een vijfde van het zoet oppervlaktewater ter wereld.

De lengte van hun kustlijn is vergelijkbaar met die van de hele Atlantische kust van de VS, inclusief de Golfstaten. In veel opzichten hebben de Grote Meren meer gemeen met kustomgevingen dan met andere meren, zei co-auteur Ayumi Fujisaki-Manome, een associate research scientist bij SEAS en CIGLR.

Abdelhady paste modelleringstechnieken aan die gebruikt worden om kustomgevingen te bestuderen voor de Grote Meren. Daarnaast was er ook een dataprobleem dat moest worden opgelost. Satellieten hebben ongeveer 45 jaar geleden routinematige directe waarnemingen van de Grote Meren mogelijk gemaakt, maar voor klimaattrends en -periodes is het nodig om met langere tijdsperioden te werken.

Door gebruik te maken van beschikbare waarnemingsgegevens en betrouwbare gegevens van wereldwijde klimaatsimulaties, kon Abdelhady temperature data van de Grote Meren modelleren en met vertrouwen terugvalideren tot 1940.

Het team heeft nu een model dat beschikbaar is voor andere onderzoeksgroepen die de Grote Meren bestuderen. Voor het team van de U-M zijn de volgende stappen het verkennen van ruimtelijke verschillen in kleinere gebieden van de Grote Meren en het vooruitkijken in de tijd.

“Ik ben erg benieuwd of we de volgende grote verschuiving of het volgende grote kantelpunt kunnen voorspellen,” zei Gronewold. “We hebben de laatste niet kunnen voorspellen. Niemand voorspelde dat er in 1997 een warme winter El Niño zou komen die alles zou veranderen.”