Kevin Anchukaitis (rutig skjorta) och Oyunsanaa Byambasuren (orange motorsågsgubbar) tar träbitar från döda träd på Mongoliets lavafält i Uurgat. Forskarna använder trädringar för att skapa ett register över Mongoliets torka som sträcker sig två århundraden in i det förflutna. Kredit:Neil Pedersen © 2013
De extrema våta och torra perioder som Mongoliet har upplevt i slutet av 1900-talet och början av 2000-talet är sällsynta men inte utan motstycke och framtida torka kanske inte är värre, enligt ett internationellt forskarlag som inkluderar en forskare från University of Arizona.
Forskargruppen utvecklade ett klimatrekord som sträcker sig 2, 060 år in i Mongoliets förflutna genom att använda det naturliga arkivet över väderförhållanden lagrade i sibiriska tallars årsringar. De 10 forskarna kombinerade sedan den informationen om tidigare klimat med datormodeller som kan projicera framtida regionalt klimat.
Den senaste utdragna torkan i Mongoliet varade från 2000 till 2010 och resulterade i stora boskapsdöden och en massiv migration av nomadiska herdar till huvudstaden.
"Vi kunde kvantifiera hur ovanlig denna torka var, " sa medförfattaren Kevin J. Anchukaitis, en University of Arizona docent i geografi och utveckling. "Torkan var inte oöverträffad, men den har ett 900-årigt returintervall. Det är en torka en gång i årtusendet."
Att finna att framtida torka sannolikt inte skulle vara värre än tidigare var en överraskning, sa Anchukaitis, som ledde modellteamet. I andra halvtorra områden i världen som han har studerat som Kalifornien och Medelhavet, Den globala uppvärmningen har redan förändrat nederbörd och temperaturmönster och därigenom ökat risken för långvarig torka.
Mongoliet, ett landlåst land i centrala Asien, har lång, kalla vintrar och korta somrar. Mycket av landet är kallt, halvtorra gräsmarker som liknar östra Montana.
Forskarna Kevin Anchukaitis och Amy Hessl går över Khorgo-lavafältet i centrala Mongoliet för att samla in tvärsnitt av döda träd. Forskarna använder trädringar för att skapa ett register över Mongoliets torka som sträcker sig två århundraden in i det förflutna. Kredit:Neil Pedersen © 2012.
Huvudförfattaren Amy Hessl från West Virginia University sa, "Du skulle förvänta dig, baserat på allt vi har tänkt på och läst som klimatforskare, att förhöjda temperaturer kommer att leda till svårare torka i halvtorra områden. Men modellerna projicerade inte ökad frekvens eller svårighetsgrad av torka."
Tidpunkten för regnperioden är den troliga orsaken, sa forskarna. Mongoliets regnperiod är på sommaren, den varmare tiden på året, medan Kalifornien och Medelhavet har vinterregn och torra somrar. När den globala temperaturen ökar, kontinentala regioner med sommarregn kan få mer nederbörd, kompensera effekterna på växter av högre temperaturer.
Teamets forskningsrapport, "Tidigare och framtida torka i Mongoliet, " är planerad att publiceras online i Vetenskapens framsteg den 14 mars. En komplett lista över författarna finns längst ner i denna release. National Geographic och National Science Foundation finansierade forskningen.
Anchukaitis, som också har uppdrag inom geovetenskap och i UA Laboratory of Tree-Ring Research, är intresserad av hur tidigare och nuvarande civilisationer hanterade torka och klimatförändringar. Denna nya forskning är ett resultat av tidigare forskning han, Hessl och deras kollegor genomförde för att ta reda på hur tidigare klimat påverkade den mongoliska civilisationen.
Anchukaitis och hans kollegor använde sina trädringar från tidigare klimat i Mongoliet för att rekonstruera det årliga Palmer Drought Severity Index, eller PDSI, skulle ha gått tillbaka i tid 2, 060 år. PDSI kombinerar både temperatur och nederbörd för att få ett mått på markfuktigheten, one measure of how water-stressed a plant would be.
He and his colleagues combined the reconstruction of past annual PDSI measures with a set of climate model simulations called the Community Earth System Model to understand what influenced the Mongolian droughts for the period from 850 to 2100.
The Uurgat lava field with the Khangai Mountains in the background and the seasonal homes of nomadic herders in the lower right. An international team of researchers took wood samples of the Siberian pines growing on the lava field to construct a drought chronology reaching two centuries into the past. Credit:Scott Nichols
The model incorporates information about past solar variability, vulkanutbrott, land use changes and carbon dioxide emissions. For projections to the end of the 21st century, the model uses the future emissions scenario called RCP 8.5, in which the rate of emissions of greenhouse gases continues to increase.
Even with the highest level of greenhouse gas emissions and rising global temperatures, the model simulations indicate that future droughts in Mongolia would be no more severe than those of the past.
"There's a tug of war between trends toward increased rainfall and more evaporative demand because of hotter temperatures. There's uncertainty about which will win this tug of war, " Anchukaitis said.
"The simulations say that Mongolia dries between now and about 2050 because of higher temperatures, but then it turns around because of the increase in precipitation, " han sa.
Many people in Mongolia are nomadic pastoralists. They are particularly affected by the vagaries of weather and climate, because the combination of winter and summer temperatures plus rainfall controls the number of cattle the grassland can support.
"What to me stands out is this deep uncertainty about the future, particularly when you have a society that is so vulnerable to climate variability, " han sa, adding that uncertainty makes it hard to plan for coping with future climate change.
Anchukaitis said one of his next steps is translating the team's estimates of future soil moisture into estimates of the future productivity of Mongolia's grasslands.
