Saharaöknen har expanderat med cirka 10 procent sedan 1920, enligt en ny studie av University of Maryland forskare. Forskningen är den första som utvärderar sekelskala förändringar av gränserna för världens största öken och antyder att andra öknar också kan expandera. Studien publicerades online den 29 mars, 2018, i Journal of Climate .

Öken definieras vanligtvis av låg genomsnittlig årlig nederbörd - vanligtvis 100 millimeter (mindre än 4 tum) regn per år eller mindre. Forskarna analyserade nederbördsdata registrerade i hela Afrika från 1920 till 2013 och fann att Sahara, som upptar mycket av den norra delen av kontinenten, ökade med 10 procent under denna period när man tittar på årliga trender.

När författarna tittade på säsongens trender under samma tidsperiod, den mest anmärkningsvärda expansionen av Sahara inträffade under sommaren, vilket resulterar i en ökning med nästan 16 procent i ökenns genomsnittliga säsongsområde under 93-årsperioden som studien omfattar.

"Våra resultat är specifika för Sahara, men de har sannolikt konsekvenser för världens andra öknar, "sade Sumant Nigam, professor i atmosfärisk och oceanisk vetenskap vid UMD och seniorförfattare till studien. Nigam har också ett gemensamt möte i UMD:s Earth System Science Interdisciplinary Center (ESSIC).

Studieresultaten tyder på att klimatförändringar som orsakats av människor, liksom naturliga klimatcykler som Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO), orsakade ökenens expansion. Det geografiska expansionsmönstret varierade från säsong till säsong, med de mest anmärkningsvärda skillnaderna som inträffar längs Saharas norra och södra gränser.

"Öken bildas generellt i subtropen på grund av Hadley -cirkulationen, genom vilken luft stiger vid ekvatorn och sjunker i subtropen, "Sa Nigam." Klimatförändringar kommer sannolikt att öka Hadley -cirkulationen, orsakar de subtropiska öknarnas framåtgående norrut. Saharas krypning söderut tyder dock på att ytterligare mekanismer också fungerar, inklusive klimatcykler som AMO. "

Sahara är världens största öken i varmt väder, ungefär lika stor som det sammanhängande USA. (Det arktiska bassängen och den antarktiska kontinenten - som var och en är ungefär dubbelt så stor som Sahara - kvalificerar sig också som öknar på grund av deras låga nederbörd.) Liksom alla öknar, Sahara -gränserna varierar med årstiderna, expanderar under den torra vintern och drar ihop sig under den fuktigare sommaren.

Den södra gränsen till Sahara gränsar till Sahel, den halvtorra övergångszonen som ligger mellan Sahara och de bördiga savannerna längre söderut. Sahara expanderar när Sahel drar sig tillbaka, stör regionens ömtåliga gräsmarkosystem och mänskliga samhällen. Lake Tchad, som sitter i mitten av denna klimatologiskt konfliktade övergångszon, fungerar som klockbock för förändrade förhållanden i Sahel.

"Tchadbassängen faller i regionen där Sahara har smugit söderut. Och sjön torkar ut, "Förklarade Nigam." Det är ett mycket synligt fotavtryck av minskad nederbörd, inte bara lokalt, men i hela regionen. Det är en integrator av minskande vattentillgångar i det expansiva Tchadbassängen. "

Ett antal välkända klimatcykler kan påverka nederbörd i Sahara och Sahel. AMO, där temperaturer över en stor sträng av norra Atlanten varierar mellan varma och kalla faser under en 50- till 70-årig cykel, är ett exempel. Varma faser av AMO är kopplade till ökad nederbörd i Sahel, medan det motsatta gäller för den kalla fasen. Till exempel, den anmärkningsvärda torkningen av Sahel från 1950 -talet till 1980 -talet har tillskrivits en sådan kall fas. Pacific Decadal Oscillation (PDO), märkt av temperaturfluktuationer i norra Stilla havet i en skala från 40 till 60 år, spelar också en roll.

För att särskilja effekterna av klimatförändringar som orsakas av människor, forskarna använde statistiska metoder för att ta bort effekterna av AMO och PDO på nederbördsvariationer under perioden från 1920 till 2013. Forskarna drog slutsatsen att dessa naturliga klimatcykler stod för cirka två tredjedelar av den totala observerade expansionen av Sahara. Återstående tredjedel kan hänföras till klimatförändringar, men författarna noterar att längre klimatrekord som sträcker sig över flera klimatcykler behövs för att nå mer definitiva slutsatser.

"Många tidigare studier har dokumenterat trender i nederbörd i Sahara och Sahel. Men vårt papper är unikt, genom att vi använder dessa trender för att utläsa förändringar i ökenutbredningen på sekelskiftet, "sa Natalie Thomas, en doktorand i atmosfärisk och oceanisk vetenskap vid UMD och huvudförfattare till forskningspapperet.

Studiens resultat har långtgående konsekvenser för Saharas framtid, liksom andra subtropiska öknar runt om i världen. När världens befolkning fortsätter att växa, en minskning av åkermark med tillräcklig nederbörd för att stödja grödor kan få förödande konsekvenser.

"Trenderna i Afrika med heta somrar som blir varmare och regniga säsonger torkar är kopplade till faktorer som inkluderar ökande växthusgaser och aerosoler i atmosfären, "sa Ming Cai, en programdirektör i National Science Foundation's Division of Atmospheric and Geospace Sciences, som finansierade forskningen. "Dessa trender har också en förödande effekt på livet för afrikanska människor, som är beroende av jordbruksbaserade ekonomier. "

Thomas och Nigam är inriktade på att lära sig mer om drivkrafterna bakom ökenutbyggnad i Sahara och bortom.

"Med denna studie, vår prioritet var att dokumentera de långsiktiga trenderna i nederbörd och temperatur i Sahara. Vårt nästa steg blir att titta på vad som driver dessa trender, för Sahara och andra ställen, "Förklarade Thomas." Vi har redan börjat titta på säsongens temperaturtrender över Nordamerika, till exempel. Här, vintrarna blir varmare men somrarna är ungefär desamma. I Afrika, det är tvärtom - vintrarna håller sig stadiga men somrarna blir varmare. Så påfrestningarna i Afrika är redan allvarligare. "

Forskningspapperet, "1900-talets klimatförändringar över Afrika:säsongsbetonade hydroklimattrender och Saharaökens expansion, "Natalie Thomas och Sumant Nigam, publicerades online den 29 mars 2018, i Journal of Climate .