Studie onthult: Aerosolen door vervuiling verschuiven neerslag van land naar zee in Zuidoost-Azië
Hoge aerosolconcentraties door vervuiling en biomassaverbranding beïnvloeden de atmosferische stabiliteit, waardoor het land meer afkoelt dan de oceaan. Dit versterkt de lage-convergentie op zee, waardoor vocht van het land wordt getrokken, de oceaanneerslag toeneemt en de neerslag op het land van de late namiddag tot middernacht wordt vertraagd. Dit blijkt uit hoog-resolutie modelsimulaties en satellietwaarnemingen.
Kleine luchtdeeltjes, bekend als aerosolen, afkomstig van biomassaverbranding, stedelijke vervuiling en industriële emissies, kunnen de neerslag, wolkenvorming en atmosferische stabiliteit aanzienlijk veranderen. Een nieuwe studie onder leiding van professor Kyong-Hwan Seo van de Pusan National University in Korea toont aan dat aerosolen de neerslag in het Maritiem Continent ingrijpend hervormen. Dit gebied omvat Indonesië, Maleisië, Singapore, Vietnam, Thailand, de Filipijnen en omringende zeeën, waar miljoenen mensen afhankelijk zijn van voorspelbare neerslag voor water, voedsel en bescherming tegen overstromingen.
Gepubliceerd in npj Climate and Atmospheric Science, combineerde de studie een atmosferisch model met een resolutie van 2 km met NASA TRMM-satellietgegevens en MERRA-2-heranalyse om te simuleren hoe verschillende niveaus van aerosolen de convectie en neerslag beïnvloeden. Het team analyseerde een gebeurtenis van de Madden-Julian Oscillatie in 2011 en testte andere fasen en jaren, waarbij ze ontdekten dat hoge aerosolconcentraties consequent de neerslag boven de oceaan verhoogden, terwijl deze op het land werd onderdrukt.
“Naarmate de aerosolconcentraties stijgen, verschuift het neerslagpatroon van landversterkt naar oceandominant,” zei Seo. In simulaties met hoge aerosolen nam de oceaanneerslag met tot 50% toe, terwijl de neerslag op het land afnam, wat resulteerde in een merkbaar hogere neerslagverhouding van zee naar land, een nieuwe ontdekking die werd bevestigd door zowel modelsimulaties als satellietwaarnemingen.
De mechanismen achter deze verschuiving zijn voornamelijk radiatief. Aerosolen koelen het landoppervlak sterker af dan de oceaan, waardoor de lagere atmosfeer boven de eilanden stabiliseert, terwijl de zee relatief instabiel blijft. Dit verschil versterkt de lage-convergentie en convectie op zee, waardoor vocht van het land wordt aangetrokken.
Seo legde uit: “Aerosolen fungeren als een rem op de opwarming van de dag boven land, maar de oceaan voelt deze rem nauwelijks.” Hoge aerosolniveaus vertragen ook de piek van de diurnale neerslagcyclus op het land van de late namiddag tot rond middernacht, een tegenintuitief patroon dat verband houdt met verminderde opwarming overdag en de opbouw van vochtige statische energie ’s nachts.
“We zien een vertraging van de gebruikelijke stormen in de late namiddag naar een piek om middernacht,” merkte Seo op. Sommige waargenomen hoge-aerosol gebeurtenissen vertonen een vergelijkbaar gedrag, nu gedetailleerd onthuld door gecombineerde modellering en satellietgegevens.
Deze bevindingen hebben belangrijke praktische toepassingen. In dichtbevolkte en overstromingsgevoelige gebieden zoals Jakarta of Manila kan het begrijpen van aerosolgedreven verschuivingen naar meer oceaanneerslag de rampenbeheer, irrigatieplanning en stedelijke overstromingsvoorbereiding verbeteren.
Korte termijnvoorspellingen kunnen nauwkeuriger worden tijdens rook- of vervuilingsepisodes, waardoor autoriteiten middelen kunnen toewijzen en risico’s voor infrastructuur en transport kunnen verminderen. Het opnemen van deze aerosol-effecten in klimaat- en weer modellen kan ook de voorspellingen van de Madden-Julian Oscillatie (MJO), moessons en extreme tropische neerslaggebeurtenissen verbeteren, die seizoensgebonden weerspatronen ver buiten Zuidoost-Azië beïnvloeden.
Op de lange termijn zou dit onderzoek de voorspelling van het tropische klimaat kunnen transformeren. De studie suggereert een soepelere MJO-propagatie over het Maritiem Continent door te onthullen hoe aerosolen de landgebaseerde convectie verzwakken, wat mogelijk betrouwbaardere seizoensgebonden neerslagvoorspellingen mogelijk maakt. Deze inzichten kunnen de waterresourcebeheer, voedselzekerheid en energieplanning voor miljoenen mensen ondersteunen.
Wereldwijd kan het integreren van aerosolimpact in klimaatmodellen de projecties van neerslagveranderingen verfijnen te midden van stijgende emissies, waardoor gemeenschappen hun kwetsbaarheid voor overstromingen en droogtes kunnen verminderen en zich kunnen aanpassen aan door klimaat gedreven wateruitdagingen in tropische gebieden.