Den globala sjöavdunstningen kommer att öka med 16 procent i slutet av seklet som en konsekvens av klimatförändringarna, en ny Yale-studie finner. Men de specifika mekanismerna som kommer att driva detta fenomen är inte riktigt vad forskarna förväntade sig.

Även om det är allmänt trott att sjöavdunstning styrs främst av inkommande solstrålning, forskarna använde modelleringsverktyg för att visa att andra faktorer – från kortare isperioder till en "omfördelning" av värmeenergi vid sjöytor – påskyndar förlusten av sjövatten till atmosfären.

Rent praktiskt kommer denna accelererade avdunstning under de kommande decennierna, bland annat resultat, utlösa kraftigare nederbördshändelser, säger forskare.

Enligt dessa fynd, publiceras i tidskriften Naturgeovetenskap , Att förstå denna komplexa dynamik kommer att vara avgörande om forskarna korrekt ska kunna förutsäga det framtida hydrologiska svaret på klimatförändringar.

"Vanligtvis fokuserar vi på "top-down" sätt som den övre delen av atmosfären utlöser återkopplingar som förbättrar uppvärmningen, sa Xuhui Lee, professor i meteorologi vid Yale School of Forestry &Environmental Studies och senior författare till tidningen. "Men om vi vill göra exakta förutsägelser av de hydrologiska förändringarna måste vi förstå vad som händer längst ner i atmosfären, inklusive vad som händer vid ytan av sjöar. Eftersom dessa förändringar driver det hydrologiska svaret på klimatförändringar."

Enligt Lee, samma mekanism gäller för havsavdunstning, den viktigaste vattenkällan för att stödja global avdunstning.

Uppsatsens huvudförfattare är Wei Wang från Yale-NUIST Center on Atmospheric Environment, som finansieras gemensamt av Yale University och Nanjing University of Information Science and Technology.

Cirka 85 procent av världens 250, 000 sjöar ligger på medelhöga till höga breddgrader, där vattnet förblir fruset under en del av året. Men när den globala temperaturen stiger kommer många av dessa sjöar att frysa senare på vintern och tina tidigare på våren. Denna förkortade isperiod orsakar en högre absorptionshastighet av solvärme sedan det öppna vattnet, som är mörkare än is, har en lägre albedo. (Ljusa färger reflekterar mer solljus tillbaka ut i rymden än mörka färger.)

Uppvärmning av temperaturer kommer också att introducera en ökning av energin som behövs för att stödja förångningsprocessen - vilket i huvudsak förändrar hur energi allokeras. Anpassningen av sjöytans temperatur till dessa förändringar i energitilldelningen återspeglar en återkopplingseffekt som ytterligare kan förstärka avdunstning.

På låg höjd kommer sjöar att värmas långsammare än luften när klimatet värms, vilket leder till lägre grad av strålningsförlust som, i tur och ordning, tillåter mer energi tillgänglig för avdunstning. Å andra sidan, på höga höjder kommer sjöar att värmas snabbare än luft, vilket resulterar i högre ytstrålningsförlust.

Genom att använda en sjösimulatormodell för att utvärdera interaktioner mellan sjö och atmosfär för alla större sjöar i världen, från 2005 till 2100, forskarna fann att ungefär hälften av förändringarna i avdunstning berodde på förändringar i ytenergiallokeringar och förkortade isperioder.

En annan kritisk faktor på regional nivå är förändringar i snösmältningen. I kalla och polära områden, till exempel, minskad snösmältning är den näst största bidragsgivaren till att sjöars avdunstning ökar.

Dessa hydrologiska svar på klimatförändringar kommer att få djupgående effekter i regioner med många sjöar, skapar starkare nederbördshändelser när mer vatten avdunstar i atmosfären (det som går upp, trots allt, måste komma ner).

För torrare regioner kan dessa förändringar också innebära utmaningar i förvaltningen av sötvattenresurser, sa Lee. För att fatta långsiktiga förvaltningsbeslut, till exempel, man måste förstå hur mycket vatten som stannar i en sjö; om den förutsägbarheten minskar kan det göra det svårare att planera för dricksvatten och jordbruksbehov.

"I torra klimat, den ökade avdunstningshastigheten kan vara ännu högre, "Så i vissa lokala regioner kan frågan om hur man sparar vatten bli en allt viktigare fråga."