De allvarliga torka i USA och Australien är det första tecknet på att tropikerna, och deras varma temperaturer, expanderar tydligen i kölvattnet av klimatförändringarna. Men tills nu, forskare har inte kunnat slutgiltigt förklara orsakerna till detta, eftersom de mest fokuserade på atmosfäriska processer. Nu, experter på AWI har löst pusslet:den alarmerande expansionen av tropikerna orsakas inte av processer i atmosfären, men helt enkelt genom att värma det subtropiska havet.

Skogsbränder i Australien och Kalifornien, torka och vattenbrist i Medelhavet - under de senaste åren, sådana här händelser har blivit vanligare. Forskare tillskriver detta till att tropikerna, det varma området kring ekvatorn, verkar expandera. Och det leder till att de drabbade områdena blir varmare och torrare. Enligt den officiella definitionen, tropikerna sträcker sig över ekvatorn mellan 23 grader nord och 23 grader syd. Det centrala området är fuktigt, med mycket nederbörd, medan marginalregionerna i norr och söder är heta och torra. Som ett resultat av klimatförändringarna, dock, sedan en tid tillbaka har de torra regionerna expanderat norrut på norra halvklotet - så långt som till södra Kalifornien - och söderut på södra halvklotet.

Men fram till nu, klimatforskare har haft ett problem. De kunde inte slutgiltigt förklara denna uppenbara expansion av tropikerna med hjälp av sina klimatmodeller. Modellerna visade helt enkelt inte storleken och den regionala egenskapen för den observerade expansionen. Ett team som arbetar med fysikerna Hu Yang och Gerrit Lohmann vid Alfred Wegener Institute, Helmholtz Center for Polar and Marine Research in Bremerhaven (AWI) har nu upptäckt den troliga orsaken. Som AWI -experterna rapporterar i Journal of Geophysical Research Atmospheres , orsaken till expansionen verkar vara en förändrad uppvärmning av havet. Hittills, experter antog att processer i atmosfären spelade en stor roll - till exempel en förändring i ozonkoncentrationen eller aerosolerna. Det ansågs också möjligt att de naturliga klimatfluktuationer som uppstår med några decenniers skull var ansvariga för tropernas expansion. I många år hade forskare letat på fel ställe, så att säga.

"Våra simuleringar visar att en förbättrad uppvärmning över det subtropiska havet på både norra och södra halvklotet är de främsta drivkrafterna, "säger Hu Yang, studiens huvudförfattare. Dessa subtropiska uppvärmningsmönster genereras av dynamiken hos subtropiska havsgyrar, mäter flera hundra kilometer i diameter, som roterar långsamt. Dessa strömmar är särskilt välkända i Stilla havet, eftersom majoriteten av flytande marint skräp är koncentrerad i dem. "Eftersom strömmarna i regionen sammanför de uppvärmande vattenmassorna särskilt intensivt, det är lättare för den subtropiska havsytan att ackumulera värme än i andra regioner - och detsamma gäller plast, "säger Lohmann. Som ett resultat av denna uppvärmning av det subtropiska havet, de tropiska varma havsområdena expanderar. Enligt hans beräkningar, detta fenomen är katalysatorn för tropikerna som expanderar i norr och söder. "Tidigare forskare hade tagit ett alltför komplicerat förhållningssätt till problemet, och antog att det berodde på komplexa förändringar i atmosfären. I verkligheten, det beror på en relativt enkel mekanism som involverar havsströmmar. "

Vad fick experterna att utforska denna väg:data om havsgyrar som de råkade stöta på för fem år sedan-data om havstemperaturer och satellitbaserade data, fritt tillgängligt på databaser. Båda källorna indikerade att gyrerna blev varmare och kraftfullare. "Det var det som fick oss att tro att de kan vara avgörande för utvidgningen av tropikerna, "förklarar Hu Yang.

AWI -experterna hade rätt:deras fynd överensstämmer perfekt med faktiska observationer och de senaste fältdata om tropisk expansion. Precis som i verkligheten, deras klimatmodell visar att tropikerna nu sträcker sig längre mot norr och söder. På södra halvklotet, effekten är ännu mer uttalad, eftersom havet tar upp mer av det totala området där än på norra halvklotet.

Men när det gäller frågan om torkorna i Australien, Kalifornien och Medelhavet beror på expansionen av tropikerna, Gerrit Lohmann kan inte ge ett definitivt svar. "När man pratar om klimatförändringar, det är alltid svårt att kvantifiera respektive parametrar med absolut säkerhet, "säger han." Men vi kan säkert anta att havsströmmarna och expansionen i tropikerna gör att torka och orkaner kommer att uppstå mer sannolikt. "