Verhitte droogte door dorre bodems kan een land verderop beïnvloeden

Hydroclimatische anomalieën tijdens het warme seizoen van 2023 hebben aangetoond dat droge bodems in het noorden van Mexico episodes van gelijktijdige droogte en hittegolven kunnen veroorzaken, honderden kilometers verderop in het zuidwesten van de Verenigde Staten, zoals Arizona, New Mexico en Texas. Deze ‘hete droogtes’ in de regio blijken steeds vaker aan te houden gedurende opeenvolgende dagen en nachten, in plaats van na zonsondergang te verlichten, waardoor er geen kans is voor de getroffen gebieden om te herstellen.

Deze hete droogtes kunnen gewassen vernietigen, het risico op bosbranden verergeren en arbeiders en buitensportliefhebbers verrassen met onverwacht hoge temperaturen, meer dan droogte of hitte afzonderlijk kunnen doen. Wetenschappers die bij de studie betrokken waren, stellen dat de bevindingen gemeenschappen kunnen helpen om beter te anticiperen op en zich voor te bereiden op deze stressvolle gebeurtenissen, bijvoorbeeld door de werktijden buitenshuis te beperken, kwetsbare mensen binnen te houden en koelcentra te openen wanneer de bodems in de bovenliggende gebieden uitdrogen.

De studie geeft aan dat de gevolgen van hete droogtes zich naar andere delen van het land zullen verspreiden en schadelijke effecten zullen hebben op de gezondheid, infrastructuur en het dagelijks leven. “We hebben systemen nodig om ons te waarschuwen voor hete droogtes, net zoals we systemen hebben die ons waarschuwen voor orkanen,” zegt hydrologe Enrique Vivoni van de Arizona State University.

In de zomer van 2023 werd het zuidwesten van Noord-Amerika getroffen door een ongewoon intense hete droogte. Door gebruik te maken van temperatuurrecords, neerslagmetingen en een dataset voor bodemvocht van satellieten en grondmetingen, hebben Vivoni en Somnath Mondal, een hydroclimatoloog van Northeastern University, geprobeerd het evenement te karakteriseren in de context van eerdere hete droogtes en de voorwaarden te identificeren die dit mogelijk maakten.

In hun studie werd hete droogte gedefinieerd als elke periode waarin minstens twee weken van abnormaal lage neerslag samenvielen met minstens drie opeenvolgende dagen van ongewoon hoge temperaturen. Zelfs gewone zomers in de regio kunnen hard zijn, met dagtemperaturen die sinds 1980 meestal rond de 35 tot 40 graden Celsius (95 tot 104 graden Fahrenheit) liggen. De hete droogte van 2023 bleek de hitte met maar liefst 8 graden Celsius (14 graden Fahrenheit) te verhogen.

Dit was voornamelijk het resultaat van weerspatronen die de overdracht van atmosferische vochtigheid vanuit de Stille Oceaan naar de Noord-Amerikaanse moesson onderdrukten, die van juli tot september doorgaans 40 tot 80% van de jaarlijkse neerslag in de regio levert. De zwakke moesson verergerde de droogte die de VS en Noord-Mexico op dat moment al teisterde.

“Het gebrek aan neerslag kan de hitte verhogen, wat de waterverliezen verder kan verergeren,” merkte Mondal op. Bodem warmt op en geeft warmte gemakkelijker af wanneer deze droog is, omdat meer van de energie van de zon wordt besteed aan het verwarmen van de lucht en de aarde in plaats van aan het verdampen van bodemvocht. In totaal bereikte het evenement bijna vijf keer de ernst van gemiddelde hete droogte-omstandigheden in de regio in de afgelopen vier decennia.

De onderzoekers deden ook twee verrassende ontdekkingen die ze niet zochten. Normaal gesproken, wanneer het regent in het noorden van Mexico, verdampt een deel van de vochtigheid van het landoppervlak en keert terug naar de atmosfeer, waardoor regenwolken worden opgeladen die vervolgens regen naar het zuidwesten van de VS brengen. De zwakke moesson van 2023 kan de Mexicaanse bodems te droog hebben gelaten om deze cyclus te starten, waardoor hete droogte ook ten noorden van de grens werd getriggerd. De correlatie tussen droge Mexicaanse bodems en hete droogte in het zuidwesten van de VS is sinds 1980 zo sterk dat de droogte in het zuidwesten van de VS zelf een kleinere rol lijkt te spelen.

“In 2023 beïnvloedde Mexico de hete droogte in Arizona sterker dan de bodem van Arizona zelf,” zei Mondal, verwijzend naar de eerste ontdekking. “Ik heb het vijf keer gecontroleerd om zeker te zijn dat ik de juiste berekening maakte.” Vivoni voegde toe: “We weten dat we waterdamp, wolken en regen uit Mexico ontvangen. We wisten niet dat we ook een hete droogte konden ontvangen.”

De tweede verrassing kwam van de intensiteit van een hete droogte ’s nachts. Eerdere onderzoeken naar hete droogte negeerden meestal de nachtelijke omstandigheden, aangezien in een stabiel woestijnklimaat de meeste dagelijkse hitte na donker verdwijnt. Maar in extreme gevallen zoals in 2023 accumuleert zoveel daghitte dat deze niet allemaal ’s nachts vervaagt. In plaats daarvan blijft een deel ervan in de atmosfeer, stapelt zich op bij de hitte van de volgende dag en voegt zich bij de hitte van de daaropvolgende nacht, waardoor een cyclus ontstaat die wekenlang kan verergeren. De onderzoekers hebben deze tendens in de afgelopen 40 jaar steeds vaker waargenomen, zelfs in landelijke gebieden, die doorgaans minder warmte ’s nachts vasthouden dan stedelijke gebieden.

Met de toenemende intensiteit en frequentie van hete droogtes door klimaatverandering, nemen ook de gezondheidsrisico’s van hitteslag en hittegerelateerde sterfte toe. “Er is niet goed begrepen dat je in een hete droogte meer voorzorgsmaatregelen moet nemen dan alleen bij een hittegolf,” zei Vivoni. Wanneer de temperaturen ’s nachts hoog blijven, kunnen zelfs wandelaars en arbeiders die vroeg opstaan om de hitte te vermijden in gevaar komen. Het verhogen van het bewustzijn over deze risico’s kan gemeenschappen veiliger maken, aldus de onderzoekers. Het monitoren van de klimatologische omstandigheden in de bovenliggende gebieden kan ook vroege waarschuwingen voor hete droogte bieden voor gebieden daaronder.

In de toekomst willen de onderzoekers modellen creëren om de fysica van hoe hete droogte zich naar beneden verspreidt te onderzoeken, in plaats van inferenties te maken op basis van observaties in bovenliggende en benedenliggende locaties. Mondal hoopt ook te onderzoeken of de overdracht van hete droogte naar beneden voorkomt in andere droge, moessonachtige gebieden, zoals de grens tussen India en Pakistan. “Klimaat respecteert geen nationale grenzen,” zei Vivoni. “We zijn meer met elkaar verbonden dan we dachten.”