Många tropiska eller subtropiska regioner kan se kraftiga ökningar av den naturliga temperaturvariationen när jordens klimat värms under de kommande decennierna, en ny Duke University-ledd studie föreslår.

Dessa lokala förändringar kan inträffa även om jordens globala genomsnittliga yttemperatur i luften (GMST) sannolikt kommer att bli mindre variabel, studien visar.

"Detta nya fynd strider mot den populära uppfattningen att när klimatet värms upp, temperaturvariationen kommer att öka och vädret blir mer volatilt överallt, "sa Patrick T. Brown, en postdoktor vid Carnegie Institution for Science, som ledde studien medan han var doktorand vid Duke's Nicholas School of the Environment.

"Vår forskning tyder på ett annat scenario:Global otvingad temperaturvariation kommer faktiskt att minska, inte öka, när jorden värmer, men lokal variation från årtionde till decennium kan öka med så mycket som 50 procent på vissa ställen, sa Brown.

Otvungen, eller naturligt, temperaturvariationer kan orsakas av interaktioner mellan atmosfären, havsströmmar och havsis. Dessa fluktuationer kan antingen dölja eller förvärra klimatförändringar som orsakas av människor i ett eller ett decennium i taget, noterade han.

Eftersom miljarder människor lever i tropiska eller subtropiska regioner som kan uppleva ökad temperaturvariation, och eftersom dessa regioner är kritiska för biologisk mångfald, livsmedelsproduktion och klimatreglering, "Det är viktigt att vi förstår storleken på den otvingade variationen från årtionde till decennium som kan inträffa där, och de mekanismer som driver det, " han sa.

Brown och hans kollegor publicerade sin peer-reviewed artikel 4 september i tidskriften Naturens klimatförändringar .

För att genomföra studien, de inspekterade först en klimatmodell som kördes under förindustriella förhållanden. Modellen, som utvecklades vid NOAA:s Geophysical Fluid Dynamics Laboratory, simulerar klimatet under eviga atmosfäriska förhållanden som liknar dem som upplevdes på jorden före det utbredda utsläppet av industriella växthusgaser. Detta gör det möjligt för forskare att få en tydligare bild av de krafter som orsakar variation i frånvaro av mänskliga förare.

"För att isolera otvingad variation, vi tittade på modellens produktion utan att ändra någon av dess miljöparametrar, såsom atmosfäriska koldioxidhalter, solstrålning eller vulkanisk aktivitet, över en teoretisk 900-årig tidsperiod, "Förklarade Brown.

På andra körningen, forskarna fördubblade modellens atmosfäriska koldioxidhalter för att simulera förväntade framtida förhållanden.

"I den dubbla CO2-körningen, vi såg en minskning med 43 procent i global temperaturvariation, men med lokala ökningar på upp till 50 procent i många landområden i tropikerna och subtropen, "Sa Brown.

Konsekventa resultat erhölls med liknande experiment på andra klimatmodeller.

Vad händer, Brown sa, är när jorden värms på grund av ökad CO2, det är mindre is på höga breddgrader, vilket betyder mindre albedo - mindre reflektion av solenergi tillbaka till rymden.

"Återkoppling från Albedo är en stor bidragande faktor till otvingad variation från årtionde till decennier. När jordens atmosfär naturligtvis blir lite varmare, mer av den reflekterande havsisen på höga breddgrader smälter. Detta exponerar mer vatten, som absorberar solenergi och förstärker den initiala uppvärmningen, förbättra GMST-variabiliteten, "förklarade han." Men vi fann att när du fördubblar CO2 -halterna i en klimatmodell för att efterlikna framtida förhållanden, havsisen smälter så mycket att denna albedo -feedback inte längre kan spela en stor roll för att förstärka den naturliga temperaturvariationen. "

Slutresultatet är mindre variation globalt - särskilt på de höga breddgraderna - men mer variation i tropikerna.

"Detta tyder på att de förindustriella kontrollkörningar vi har använt inte är idealiska för att studera hur otvungen variation kommer att se ut i framtiden, "sa Wenhong Li, docent i klimat vid Duke's Nicholas School. "Men det kan inspirera fler modelleringsgrupper att köra modeller under eviga förhållanden som återspeglar vad vi förväntar oss i framtiden."