Mer än en miljard människor i Asien är beroende av säsongsbetonade monsuner för sina vattenbehov. Den asiatiska monsunen är nära kopplad till ett tropiskt luftflöde i planetarisk skala som, enligt en ny studie av Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab), kommer sannolikt att förändras geografiskt när klimatet fortsätter att värmas, vilket resulterar i mindre nederbörd i vissa regioner.

Berkeley Labs forskare Wenyu Zhou och Da Yang, tillsammans med Shang-Ping Xie från Scripps Institution of Oceanography vid UC San Diego, använde globala klimatmodeller för att studera den så kallade Hadley-cellen, vilket är namnet på detta tropiska atmosfäriska cirkulationsmönster. Deras modellresultat tyder på att den östasiatiska monsunen kommer att förändras geografiskt när klimatet fortsätter att värmas, och att ökad uppvärmning vid ekvatorn kommer att driva detta skifte. Deras studie publicerades nyligen i tidskriften Naturens klimatförändringar .

Hadley-cellen består av två komponenter - fuktig luft som stiger upp vid ekvatorn, eller de djupa tropikerna, orsakar kraftig nederbörd under monsuner, och torr luft som sjunker ner i subtropikerna på vardera sidan om ekvatorn, vilket resulterar i torra förhållanden i subtroperna. Under antropogen uppvärmning, den torra subtropiska delen kommer att expandera mot nord- och sydpolen, medan den fuktiga djupa tropiska delen kommer att bli mindre, enligt globala klimatmodeller.

För denna studie, forskarna använde ett värsta scenario för klimatförändringar, enligt definitionen av FN:s mellanstatliga panel för klimatförändringar, att modellera klimatet under de senaste 30 åren av 2000-talet.

Genom att undersöka förändringar i Hadley-cellen under olika årstider, forskarna fann att förekomsten av monsunregn kommer att förskjutas mot ekvatorn. "Tidigare studier antydde att, i genomsnitt, Hadley-cellen kommer att expandera mot polen i varmare klimat. Dock, vi visar ett annat beteende under sommarmånaderna – en sammandragning mot ekvatorn i juni-juli, på grund av effekten av den ökade uppvärmningen vid ekvatorn, " sa Zhou.

Denna oväntade sammandragning kan ha djupgående effekter på det subtropiska regionala klimatet. Nederbörden i Östasien toppar för närvarande under sommarmånaderna. "Monsunen är en viktig vattenresurs för Östasien och stora delar av Kina, " sa Yang. "Så hur det rör sig eller förändras med klimatet kommer att ha en enorm inverkan på vattenresursförvaltningen och på vardagen för människor i dessa områden."

Ser fram emot, denna studie öppnar dörren för nya forskningsriktningar, säger forskarna. "Vi börjar undersöka inverkan på andra regionala särdrag som den nordamerikanska monsunen och orkanspåren, " sa Zhou.

Och medan denna försommarsammandragning var tydlig i deras datormodellering, en annan viktig fråga är om det kan ses i verkliga observationer. Deras preliminära resultat tyder på att dessa mönster under de senaste 30 åren har dominerats av naturlig variabilitet. Effekten av den globala uppvärmningen har inte varit uppenbar ännu. "Med andra ord, konsekvenserna av klimatförändringarna, som föreslås i denna studie, väntar på att ses, " sa Yang.