En ny studie tyder på att de flesta globala klimatmodeller kan underskatta mängden regn som kommer att falla i jordens tropiska regioner när vår planet fortsätter att värmas upp. Det beror på att dessa modeller underskattar minskningar i höga moln över tropikerna som setts vid senaste NASA -observationer, enligt forskning ledd av vetenskapsmannen Hui Su från NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien.

Vänta lite:hur kan färre moln leda till mer nederbörd? Globalt, nederbörd är inte bara relaterat till molnen som är tillgängliga för att göra regn utan också till jordens "energibudget" - inkommande energi från solen jämfört med utgående värmeenergi. Tropiska moln på hög höjd fångar värme i atmosfären. Om det blir färre av dessa moln i framtiden, den tropiska atmosfären kommer att svalna. Att döma av observerade förändringar i moln under de senaste decennierna, det verkar som att atmosfären skulle skapa färre höga moln som svar på ytuppvärmningen. Det skulle också öka tropisk nederbörd, som skulle värma luften för att balansera nedkylningen från den höga molnkrympningen.

Regn som värmer luften låter också kontraintuitivt – människor är vana vid att regn kyler ned luften runt dem, värmer den inte. Flera mil upp i atmosfären, dock, en annan process råder. När vatten förångas till vattenånga här på jordens yta och stiger upp i atmosfären, den bär med sig värmeenergin som fick den att avdunsta. I den kalla övre atmosfären, när vattenångan kondenserar till vätskedroppar eller ispartiklar, det släpper ut sin värme och värmer atmosfären.

Den nya studien publiceras i tidskriften Naturkommunikation . Det sätter minskningen av högt tropiskt molntäcke i ett sammanhang som ett resultat av en planetomfattande förändring i storskaliga luftflöden som sker när jordens yttemperatur värms upp. Dessa storskaliga flöden kallas den atmosfäriska allmänna cirkulationen, och de inkluderar en bred zon av stigande luft centrerad på ekvatorn. Observationer under de senaste 30 till 40 åren har visat att denna zon minskar när klimatet värms upp, orsakar minskningen av höga moln.

Su och kollegor vid JPL och fyra universitet jämförde klimatdata från de senaste decennierna med 23 klimatmodellsimuleringar från samma period. Klimatmodellerare använder retrospektiva simuleringar som dessa för att kontrollera hur väl deras numeriska modeller kan reproducera observationer. För data, teamet använde observationer av utgående värmestrålning från NASA:s rymdburna moln och jordens strålningsenergisystem (CERES) och andra satellitinstrument, samt observationer på marknivå.

Sus team fann att de flesta klimatmodellerna underskattade ökningstakten i nederbörd för varje grad av ytuppvärmning som har inträffat under de senaste decennierna. De modeller som kom närmast matchande observationer av moln i dagens klimat visade en större nederbördsökning för framtiden än de andra modellerna.

Su sa att genom att spåra underskattningsproblemet tillbaka till modellernas brister i att representera tropiska höga moln och den atmosfäriska allmänna cirkulationen, "Denna studie ger en väg för att förbättra förutsägelser om framtida nederbördsförändringar."