Ett team av forskare, ledd av University of Bristol, har använt klimatmodeller och geologiska register för att bättre förstå förändringar i den östasiatiska monsunen över långa geologiska tidsskalor.

Deras resultat, publiceras idag i tidskriften Vetenskapens framsteg , tyder på att monsunsystemets utveckling var mer känslig för förändringar i geografi (särskilt bergshöjd) snarare än koldioxid, och att monsunen kom till runt 40 miljoner år tidigare än man tidigare trott.

Monsunsystemet toppade i styrka för cirka fem miljoner år sedan, när regionen upplevde "supermonsuner" som var betydligt starkare än idag.

Den östasiatiska monsunen täcker en stor del av den största kontinenten på jorden, transporterar fuktig luft från Indiska och Stilla havet som leder till betydande mängder nederbörd på sommaren i Japan, Korea, och stora delar av Kinas fastland.

Att förstå monsunens beteende är viktigt eftersom det ger vatten till jordbruket, vattenkraft och industriell utveckling till mer än 1,5 miljarder människor.

Dr Alexander Farnsworth från University of Bristol's School of Geographical Sciences, ledde forskningen. Han sa:"Ingen vet riktigt hur gammal den östasiatiska monsunen är och om den är ett nyare fenomen eller om den har funnits i tiotals eller hundratals miljoner år.

"Med vårt tillvägagångssätt, vi kan, för första gången, verkligen förstå och karakterisera den östasiatiska monsunens långsiktiga beteende och dess reaktion i mycket varmare världar från det förflutna."

Professor Dan Lunt, också från University of Bristol, tillade:"Vi fann att den östasiatiska monsunen varierade markant över tiden och under vissa perioder har varit mycket starkare tidigare än idag, till och med nådde "supermonsun"-förhållanden för cirka fem miljoner år sedan."

Teamet upptäckte också att så stora förändringar under den senaste monsunen var resultatet av förändrad lokal och global geografi, såsom Tibets höjd och omfattning och närvaron eller frånvaron av en sjöväg i Nordamerika). I förhållande till detta, monsunens känslighet tycks ha varit liten för ändrade koldioxidkoncentrationer i tidigare varmare världar.

Forskarna fann också att i motsats till tidigare arbete som drog slutsatsen att den östasiatiska monsunen uppstod för ungefär 23 miljoner år sedan, under de senaste 145 miljoner åren har den östasiatiska monsunen ständigt funnits med undantag för en period i den sena kritatiden (för ungefär 100 till 65 miljoner år sedan), under vilken tid Östasien blev extremt torr.

Forskarnas tillvägagångssätt för att rekonstruera monsunens historia var att jämföra observationer från de geologiska uppgifterna som ger bevis för förändringar i nederbörd med klimatmodeller som varierade CO2 och geografi, vilket möjliggör en utforskning av de faktorer som styr dess beteende.

Teamet samlade bevis från "proxies" (indirekta klimatindikatorer från de geologiska uppgifterna) för att rekonstruera hur nederbörden har förändrats i Östasien under de senaste 145 miljoner åren, inklusive vid tillfällen då världen var mycket varmare än idag. Dessa observationer pekar på betydande förändringar i nederbörd under denna period i Östasien.

Dock, Det är svårt att fastställa orsaken till dessa förändringar eftersom proxyservrar har dålig rumslig och tidsmässig täckning och inte ger insikter om olika förares roller.

Istället, klimatmodeller kan användas förstå de grundläggande orsakerna till förändringar, genom att simulera de senaste 145 miljoner åren av klimatvariationer för att hjälpa till med tolkningen av proxyobservationerna och, avgörande, att förstå de viktiga processer som leder till förändringar i den östasiatiska monsunen genom geologisk tid.

Dr. Stuart Robinson från University of Oxford, en annan medförfattare, sa:"Detta arbete visar mycket bra kraften i att använda klimatmodeller och geologi tillsammans.

"Inferenser av klimat baserade på sediment och fossiler ger oss en berättelse om tidigare klimatförändringar medan modellerna ger oss förmågan att förstå de fysiska klimatprocesserna och känsligheten hos dessa processer för olika faktorer, som CO2 och geografi."