Närmar sig andra hälften av århundradet, Förenta staterna kommer sannolikt att uppleva ökningar av antalet dagar med extrem värme, frekvensen och varaktigheten av värmeböljor, och växtsäsongens längd. Som svar, det förväntas att samhälleliga, jordbruks- och ekologiska behov kommer att öka efterfrågan på redan ansträngda naturresurser som vatten och energi. University of Illinois forskare har utvecklat nya, högupplösta klimatmodeller som kan hjälpa beslutsfattare att mildra dessa effekter på lokal nivå.

I en artikel publicerad i tidskriften Jordens framtid , Atmosfärsvetenskapsprofessor Donald Wuebbles, Forskare från doktoranden Zach Zobel och Argonne National Laboratory, Jiali Wang och Rao Kotamarthi, visar hur modellering med ökad upplösning kan förbättra framtida klimatprognoser.

Många klimatmodeller använder en rumslig upplösning på hundratals kilometer. Detta tillvägagångssätt är lämpligt för globala modeller som löper i århundraden in i framtiden, men de misslyckas med att fånga småskaliga land- och väderegenskaper som påverkar lokala atmosfäriska händelser, sa forskarna.

"Våra nya modeller arbetar med en rumslig upplösning på 12 km, gör det möjligt för oss att undersöka lokala förändringar i klimatsystemet över hela den kontinentala USA, " sade Wuebbles. "Det är skillnaden mellan att kunna lösa något så litet som Champaign County kontra hela delstaten Illinois - det är en stor förbättring."

Studien tittade på två olika framtida prognoser för produktionen av växthusgaser - ett "business as usual"-scenario där fossilbränsleförbrukningen förblir på sin nuvarande bana och en som innebär en betydande minskning av förbrukningen i slutet av seklet. Gruppen genererade data för två decennierslånga prognoser (2045-54 och 2085-94) och jämförde dem med historiska data (1995-2004) för sammanhang.

"En av de mest alarmerande fynden i vår business-as-usual-prognose visar att sydöstra USA i slutet av seklet kommer att uppleva maximala sommartemperaturer varannan dag som brukade inträffa bara en gång var 20:e dag, sa Zobel.

Även om det inte är så allvarligt, andra regioner i landet förväntas också uppleva betydande temperaturförändringar.

"Mellanvästern kunde se stora ovanliga värmehändelser, som värmeböljan i Chicago 1995, som dödade mer än 800 människor, blivit vanligare och kanske till och med inträffar så många som fem gånger per år i slutet av seklet, "Sade Wuebbles. "Värmeböljor ökar dödligheten i mellanvästern och nordost eftersom människor i dessa tätbefolkade regioner inte är vana vid att klara av den typen av värme så ofta."

De extrema temperaturerna och den förlängda varaktigheten av den varmare årstiden kommer sannolikt att ta en betydande vägtull på grödor och ekosystemet, sa forskarna. Områden som den amerikanska västern, som redan kämpar om begränsade vattenresurser, kunde bevittna mycket kortare frostsäsonger på höga höjder, leder till en mindre ökning av vårens smältvatten än vad som behövs för den tidiga växtsäsongen.

"Den höga upplösningen av våra modeller kan fånga regionala klimatvariabler orsakade av lokala landformer som berg, dalar och vattendrag, ", sa Zobel. "Det kommer att göra det möjligt för beslutsfattare att skräddarsy svarsåtgärder på ett mycket lokalt sätt."

De nya modellerna koncentrerar sig på temperatur och tar inte hänsyn till den effekt som regionala nederbördsmönster kommer att ha på inverkan av de förväntade klimatförändringarna. Forskarna planerar att utöka sin studie för att ta hänsyn till dessa ytterligare variabler.

"Begreppet global klimatförändring kan vara något abstrakt, och folk vill veta hur dessa förväntade förändringar kommer att påverka dem, i deras samhälle, " sa Wuebbles. "Våra modeller hjälper till att svara på dessa frågor, och det är det som skiljer vårt arbete från det större, globala studier."