Intense Regenbanden Brengen Ook Hitte, Volgens Wetenschappers

Deze kaart toont de totale neerslag in de atmosfeer op een dag in oktober 2024. Het omvat de aanwezigheid van atmosferische rivieren, lange, smalle filamenten van waterdamp die zich uitstrekken van de warme subtropen naar de koelere gematigde breedten. De bedreiging voor het milieu die atmosferische rivieren met zich meebrengen, komt niet alleen in de vorm van geconcentreerde, hevige regenval en ernstige overstromingen die kenmerkend zijn voor deze natuurlijke fenomenen. Volgens een nieuwe studie van Yale veroorzaken ze ook extreme warme temperaturen en vochtige hittegolven.

Onderzoekers Serena Scholz en Juan Lora stellen dat atmosferische rivieren – horizontale stromen die waterdamp van de warme subtropen naar koelere gebieden in de gematigde en poolregio’s van de wereld transporteren – ook warmte meenemen. Hierdoor kunnen atmosferische rivieren een grotere impact hebben op de wereldwijde energiestromen dan voorheen werd erkend.

“We zien temperatuurafwijkingen die samenhangen met atmosferische rivieren die 5 tot 10 graden Celsius [9 tot 18 graden Fahrenheit] hoger zijn dan het klimatologische gemiddelde. De cijfers zijn verbazingwekkend,” aldus Lora, assistent-professor aard- en planetenwetenschappen aan Yale en mede-auteur van de nieuwe studie. De bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature.

Wetenschappers begonnen de term “atmosferische rivier” in de jaren ’90 te gebruiken. Tegenwoordig zijn er op elk moment drie tot vijf van deze rivieren die door elk halfrond kronkelen. Ze kunnen duizenden kilometers lang zijn, maar slechts enkele honderden kilometers breed; de hoeveelheid waterdamp die ze vervoeren is ongeveer 7-15 keer groter dan de equivalente hoeveelheid water die dagelijks door de Mississippi-rivier wordt afgevoerd. De zware regenval die vaak het gevolg is, kan aanzienlijke schade en verstoring veroorzaken, zoals de crisis bij de Oroville-dam in Californië in 2017 en ernstige overstromingen in het VK in 2019-2020.

“Tot nu toe zijn ze gedefinieerd op basis van de hoeveelheid vocht die ze transporteren,” zei Scholz, een afgestudeerde student in Lora’s laboratorium en de hoofdauteur van de studie. “Mensen wisten dat er warmte inherent in zat, maar ze veroorzaken zoveel regen dat vocht de focus is geweest.” De nieuwe studie suggereert dat de temperatuur in atmosferische rivieren ook de aandacht waard is.

Scholz en Lora analyseerden 40 jaar aan mondiale weersgegevens van NASA’s MERRA-2 heranalyse, evenals zeven openbaar beschikbare algoritmen die atmosferische rivieren wereldwijd volgen. Ze keken specifiek naar temperatuurstijgingen gerelateerd aan atmosferische rivieren op twee tijdschalen: uurlijkse temperatuurpieken en hittegolven van drie of meer dagen van vochtige hitte. “Er was geen twijfel – atmosferische rivieren zijn echt impactvol voor beide tijdschalen,” zei Scholz.

De onderzoekers merkten op dat het fenomeen een dramatischere impact heeft in de winter dan in de zomer. Deze trend hielp hen uiteindelijk om het project te inspireren; Lora had opgemerkt dat de winters in Connecticut de laatste jaren bijzonder mild en regenachtig zijn geweest, wat hem en Scholz ertoe leidde de warmtetransport in atmosferische rivieren te onderzoeken.

“En dat evolueerde in een wereldwijde studie, omdat de cijfers zo interessant waren,” voegde Lora eraan toe. Hoewel andere studies de rol van temperatuur in atmosferische rivieren op hogere breedten hebben aangestipt, is dit de eerste studie die mid-latente gebieden belicht, die verschillende “hotspots” voor atmosferische rivieren bevatten. Deze hotspots zijn onder andere de oost- en westkusten van Noord-Amerika, West-Europa, Australië en de zuidelijke regio’s van Zuid-Amerika.

Misschien wel het bekendste terugkerende atmosferische riviersysteem is de “Pineapple Express”, die warme vochtigheid uit de tropen brengt en regen en zware sneeuw naar de westkusten van Canada en de VS levert. De nieuwe studie toont aan dat wanneer atmosferische rivieren zich voordoen, ze de energiebalans aan het oppervlak op verschillende manieren veranderen. Terwijl bewolkte omstandigheden het binnenkomende zonlicht blokkeren, vangen die wolken ook meer thermische straling dicht bij het oppervlak op, wat een tijdelijke versterkte broeikaseffect creëert. Deze verwarming compenseert het verlies van zonlicht, maar is niet de oorzaak van temperatuurpieken.

In plaats daarvan is de belangrijkste oorzaak van warme temperaturen in atmosferische rivieren simpelweg het transport van warme lucht, gelegen nabij het wateroppervlak, van het ene gebied naar het andere. “Toen we probeerden te begrijpen waarom dit gebeurde, verwachtten we een tijdelijk broeikaseffect te vinden,” zei Scholz. “Maar het is gewoon warmte die van het ene gebied naar het andere beweegt, via de rivier.”