Обратная температура голоцена

Jul 30, 2023

Nature, том 620, страницы 336–343 (2023 г.) Процитировать эту статью

5363 Доступа

113 Альтметрика

Подробности о метриках

Прогнозируется, что антропогенное изменение климата окажет серьезное воздействие на глобальный гидрологический цикл1, особенно в тропических регионах, где экономика, основанная на сельском хозяйстве, зависит от муссонных осадков2. На Африканском Роге более частые засухи в последние десятилетия3,4 контрастируют с климатическими моделями, прогнозирующими увеличение количества осадков с повышением температуры5. Здесь мы используем органические геохимические данные о климате из отложений озера Чала (Кения и Танзания), чтобы проверить стабильность связи между гидроклиматом и температурой примерно за последние 75 000 лет, следовательно, охватывая достаточно широкий диапазон температур для проверки Парадигма6 антропогенного изменения климата во временной области «сухое становится суше, влажное становится влажнее». Мы показываем, что положительная связь между эффективной влажностью и температурой на востоке Африки во время более прохладного последнего ледникового периода сместилась на отрицательную около начала голоцена 11 700 лет назад, когда концентрация углекислого газа в атмосфере превысила 250 частей на миллион, а среднегодовая температура приблизилась к современной. -дневные значения. Таким образом, в то время баланс между муссонными осадками и континентальным испарением7 пересек переломный момент, когда положительное влияние температуры на испарение стало больше, чем ее положительное влияние на количество осадков. Наши результаты предполагают, что при продолжающемся антропогенном потеплении Африканский Рог, вероятно, будет испытывать дальнейшее высыхание, и они подчеркивают необходимость улучшения моделирования как динамических, так и термодинамических процессов в тропическом гидрологическом цикле.

Несоответствие между распространенностью суровых засух на Африканском Роге в последние десятилетия3,4 и моделированием климатических моделей, прогнозирующим увеличение количества осадков в XXI веке5, получившее название «климатический парадокс Восточной Африки»8,9, сбивает с толку ситуацию в регионе. усилия по адаптации к изменению климата, подрывая стратегическое сельскохозяйственное планирование и управление водными ресурсами9. В отличие от других засушливых (суб)тропических регионов, таких как южная Африка, где прогнозы усиления засухи в целом согласуются с инструментальными данными, прогнозы увеличения количества осадков (P) и стабильной эффективной влажности (осадки минус испарение, P − E) над самой восточной частью Африки (рис. 1б) явно противоречат преимущественно обратной зависимости между годовыми Р - Е и температурой (Т), наблюдаемой за 42 года по инструментальным данным (рис. 1а). Недавняя историческая (и продолжающаяся) тенденция засушивания на Африканском Роге в основном выражается в задержке начала и более раннем прекращении «долгих дождей» в марте-мае, которые поддерживают основной сезон выращивания сельскохозяйственных культур9. В то время как наблюдательные исследования10 и анализ прогнозов изменения климата на основе моделей11, как правило, фокусируются на изменениях в атмосферной циркуляции, исследования континентальной гидрологии и водных ресурсов уделяют больше внимания термодинамическим процессам, таким как обратные связи между сушей и атмосферой12,13. Прокси-данные о палеоклимате из высококачественных геологических архивов могут помочь улучшить прогнозы будущей доступности воды путем исследования стабильности взаимосвязи между эффективной влажностью и температурой в диапазоне прошлых температур, достаточно большом, чтобы определить, является ли полузасушливый тропический климатический режим Африканского Рога более благоприятным. вероятно, станет все более влажным или более сухим в результате будущего антропогенного потепления.

а, Синие и красные оттенки на континентах показывают корреляцию между годовой эффективной влажностью (P - E) и годовой температурой (T) в данных наблюдений за период 1980–2021 гг. (Методы), все уменьшенные до разрешения 0,25 ° для целей визуализации. Корреляции с абсолютными значениями, превышающими 0,4, являются статистически значимыми (P < 0,01). Средняя температура температуры50, превышающая 23 °C (серый цвет), очерчивает тропики. Черные и серые пунктирные линии представляют приблизительное положение ITCZ ​​и CAB в январе и июле соответственно, а синие стрелки показывают доминирующие сезонные направления ветра, связанные с соответствующими муссонными системами. Территория в Восточной Африке, очерченная желтой линией, представляет собой регион Африканского Рога, полностью зависящий от влаги Индийского океана9. Черные точки, обозначенные 1–13, представляют собой места записей температуры на озере, использованных для получения ансамблевой реконструкции Восточной Африки за 25 тыс. лет (1–7), избранных записей ТПО из западной части Индийского океана (8–10), пыльцы основанные на данных о температуре из юго-восточной Африки (11; все они показаны на рис. 4 расширенных данных) и данные о континентальной влажности на основе пыльцы из западной тропической Африки (12 и 13)35,36. б — Изменения T (°C), P (мм в день-1) и P − E (мм в день-1) к концу XXI века (2081–2100 гг. по сравнению с 1995–2014 гг.) на африканском континенте и прилегающие океаны, смоделированные ансамблем моделей CMIP6 в рамках сценария выбросов SSP5-8.551.