Framtida klimatförändringar kommer att orsaka en regional ojämn förskjutning av det tropiska regnbältet - ett smalt band av kraftig nederbörd nära ekvatorn - enligt forskare vid University of California, Irvine och andra institutioner. Denna utveckling kan hota livsmedelssäkerheten för miljarder människor.

I en studie publicerad idag i Naturens klimatförändringar , det tvärvetenskapliga teamet av miljöingenjörer, Jordsystemforskare och datavetenskapsexperter betonade att inte alla delar av tropikerna kommer att påverkas lika. Till exempel, regnbältet kommer att röra sig norrut i delar av östra halvklotet men kommer att röra sig söderut i områden på västra halvklotet.

Enligt studien, en förskjutning norrut av det tropiska regnbältet över östra Afrika och Indiska oceanen kommer att resultera i framtida ökningar av torkstress i sydöstra Afrika och Madagaskar, utöver intensifierade översvämningar i södra Indien. En krypning söderut av regnbältet över östra Stilla havet och Atlanten kommer att orsaka större torkastress i Centralamerika.

"Vårt arbete visar att klimatförändringarna kommer att få positionen för jordens tropiska regnbälte att röra sig i motsatta riktningar i två längsgående sektorer som täcker nästan två tredjedelar av jordklotet, en process som kommer att ha kaskadeffekter på vattentillgång och livsmedelsproduktion runt om i världen, " sa huvudförfattaren Antonios Mamalakis, som nyligen fick en Ph.D. i civil- och miljöteknik vid Henry Samueli School of Engineering vid UCI och är för närvarande postdoktor vid Institutionen för atmosfärsvetenskap vid Colorado State University.

Teamet gjorde bedömningen genom att undersöka datorsimuleringar från 27 toppmoderna klimatmodeller och mäta det tropiska regnbältets svar på ett framtidsscenario där utsläppen av växthusgaser fortsätter att öka under slutet av det nuvarande seklet.

Mamalakis sa att den genomgripande förändringen som upptäcktes i hans arbete var förtäckt i tidigare modelleringsstudier som gav ett globalt genomsnitt av klimatförändringarnas inverkan på det tropiska regnbältet. Endast genom att isolera responsen i zonerna på östra och västra halvklotet kunde hans team lyfta fram de drastiska förändringarna som skulle komma under kommande decennier.

Medförfattare James Randerson, UCI:s Ralph J. &Carol M. Cicerone ordförande i Earth System Science, förklarade att klimatförändringar gör att atmosfären värms upp olika mycket över Asien och Nordatlanten.

"I Asien, beräknade minskningar av aerosolutsläpp, glaciärsmältning i Himalaya och förlust av snötäcke i nordliga områden till följd av klimatförändringar kommer att göra att atmosfären värms upp snabbare än i andra regioner, " sa han. "Vi vet att regnbältet skiftar mot denna uppvärmning, och att dess rörelse norrut på det östra halvklotet är förenlig med dessa förväntade effekter av klimatförändringar."

Han tillade att försvagningen av Golfströmmen och djupvattenbildningen i Nordatlanten sannolikt kommer att ha motsatt effekt, orsakar en förskjutning söderut i det tropiska regnbältet över västra halvklotet.

"Jordsystemets komplexitet är skrämmande, med beroenden och återkopplingsslingor över många processer och skalor, " sa motsvarande författare Efi Foufoula-Georgiou, UCI Distinguished Professor of Civil &Environmental Engineering och Henry Samueli Endowed Chair in Engineering. "Denna studie kombinerar det tekniska tillvägagångssättet för systemtänkande med dataanalys och klimatvetenskap för att avslöja subtila och tidigare okända manifestationer av global uppvärmning på regional nederbördsdynamik och extremer."

Foufoula-Georgiou sa att ett nästa steg är att översätta dessa förändringar till effekter på marken, när det gäller översvämningar, torka, förändring av infrastruktur och ekosystem för att vägleda anpassning, politik och förvaltning.