Under 1900-talet, medeltemperaturen i det kontinentala USA steg med nästan 1 grad Fahrenheit (0,5 grad Celsius) – överallt, det är, förutom i sydost. Där, fram till 1980-talet, temperaturen sjönk faktiskt något. Klimatforskare kallade detta märkliga fenomen "uppvärmningshålet, " och det var orsaken till många spekulationer. Men med början på 1990-talet, temperaturerna i sydost började värmas igen, och under de första åren av 2000-talet har denna uppvärmning accelererat.

En ny studie publicerad i tidskriften Fjärranalys presenterar bevis för att en betydande förbättring av luftkvaliteten i regionen kan ha bidragit till att uppvärmningshålet försvann efter omkring 1990 – och att andra förorenade regioner utanför USA, som Kina och Indien, kan uppleva samma fenomen.

En viktig faktor för dålig luftkvalitet är luftburna aerosoler – små partiklar av damm, sot från vedeldning, förbränning av kol och olja, eller sulfater som skapas av prekursorgaser som släpps ut från fabriker och bilavgaser, för att nämna några källor. Aerosoler kan sänka temperaturen genom att dämpa solljuset på jordens yta och genom att öka mängden och livslängden för moln, som reflekterar solljuset tillbaka ut i rymden.

Efter att det värmande hålet mystiskt försvunnit, olika studier föreslog möjliga orsaker:förändringar i molntäcke, nederbörd eller i mängden aerosoler som produceras av luftföroreningar. Under 2006, U.S. Environmental Protection Agency (EPA) började införa ett strängare tak för koncentrationen av aerosolpartiklar mindre än cirka 1/10, 000:e tum (2,5 mikrometer) i diameter. För att följa förordningen, många amerikanska elbolag och industriföretag började minska sin användning av kol och installera filter för att minska utsläppen.

En liknande förändring av temperaturtrender inträffade i Europa på 1980-talet efter att nya regler förbättrade luftkvaliteten där. Eftersom minskade aerosolpartikelkoncentrationer tillåter mer solljus att nå jordens yta, forskarna antog att förbättringarna av luftkvaliteten i USA också kunde vara ansvariga för temperaturförändringen över sydost.

För att testa denna hypotes, ett team ledd av Mika Tosca, en forskare vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien (som nu är med School of the Art Institute of Chicago), använde tre yttemperaturdatauppsättningar. Datauppsättningarna sammanställdes av University of Delaware, University of California (UC) i Berkeley, och Global Historical Climatology Network (som sammanställer data om yttemperatur och nederbörd). De använde också aerosoldata från två satellitinstrument:Multi-angle Imaging SpectroRadiometer (MISR) instrumentet på NASA:s Terra-satellit, lanserades 1999, och Cloud-Aerosol Lidar med Ortogonal Polarization (CALIOP) på Cloud-Aerosol Lidar och Infrared Pathfinder Satellite Observations (CALIPSO)-satelliten, ett gemensamt uppdrag mellan NASA och den franska rymdorganisationen, CNES, lanserades 2006.

Uppgifterna visar att mellan 2000 och 2015, medan sommartemperaturerna i sydöstra USA ökade med ungefär 1,5 grader Fahrenheit (0,75 grader Celsius), betydligt snabbare än ökningen i det kontinentala USA under 1900-talet, mängden sommaraerosoler minskade totalt sett med cirka 20 procent, med en mycket brantare nedgång efter 2007. Tidpunkten för denna nedgång sammanföll med implementeringen av de nya EPA-standarderna.

För att hjälpa till att bestämma hur mycket av temperaturförändringen som orsakades av förändringarna i aerosoler, Tosca och kollegor använde en modell som simulerar hur solens energi färdas genom jordens atmosfär, använda MISR- och CALIOP-satellitdata som indata. Ökningen av solljus som visas i modellresultaten stämmer väl överens med dagliga mätningar gjorda vid en övervakningsstation för solstrålning från National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) i Goodwin Creek, Mississippi, vilket tyder på att minskningen av aerosoler är en rimlig förklaring till att det mesta av det värmande hålets försvinnande.

Tosca medger att kopplingar mellan aerosoler och moln också kan spela en roll. Nästa steg skulle vara att köra en mer sofistikerad klimatmodell som tar hänsyn till moln och aerosolernas effekter på dem. Teamet skulle också vilja tillämpa denna typ av analys på andra områden med höga luftföroreningsnivåer, som Kina och Indien. De antar att dessa områden kan ha sina egna "uppvärmningshål" - regioner där effekterna av klimatförändringar dämpas av de höga koncentrationerna av aerosoler i atmosfären. Om dessa områden minskar luftföroreningarna i framtiden, de kan också uppleva ett plötsligt temperaturhopp.

"Övergripande, Målet är att mer exakt förutsäga vad som kommer att hända med vår planet, ", sa Tosca. "Den här typen av observationsbaserad forskning ger oss bättre modeller, bättre modeller ger oss bättre prognoser, och bättre prognoser möjliggör bättre politik."

Studien har titeln "Attributing Accelerated Summertime Warming in the Southeast United States to Recent Reductions in Aerosol Burden:Indications from Vertically-Resolved Observations."