Forskningsfartyget JOIDES Resolution borrade sedimentkärnor från Bengaliska viken, som användes för att rekonstruera tidigare monsunregn. Dessa data användes för att testa förutsägelser om framtida monsunregn när klimatet förändras. Uppgifterna tyder på att framtida nederbörd kan öka när CO2-nivåerna stiger. Upphovsman:Steven Clemens
En ny studie av monsunregn på den indiska subkontinenten under de senaste miljoner åren ger viktiga ledtrådar om hur monsunerna kommer att reagera på framtida klimatförändringar.
Studien, publiceras i Vetenskapens framsteg , fann att periodiska förändringar i intensiteten av monsunregn under de senaste 900, 000 år var förknippade med fluktuationer i atmosfärens koldioxid (CO 2 ), Kontinental isvolym och fuktimport från södra halvklotet Indiska oceanen. Fynden stärker klimatmodellens förutsägelser om att stigande CO 2 och högre globala temperaturer kommer att leda till starkare monsunsäsonger.
"Vi visar att under de senaste 900, 000 år, högre CO 2 nivåer tillsammans med tillhörande förändringar i isvolym och fukttransport var förknippade med mer intensiv monsunregn, sa Steven Clemens, en professor i geologiska vetenskaper (forskning) vid Brown University och huvudförfattare till studien. "Det säger oss att CO 2 nivåer och tillhörande uppvärmning var viktiga aktörer i monsunintensiteten tidigare, vilket stöder vad modellerna förutspår om framtida monsuner – att nederbörden kommer att intensifieras med stigande koldioxid 2 och värmande global temperatur."
Den sydasiatiska monsunen är utan tvekan det enskilt mest kraftfulla uttrycket för jordens hydroklimat, Clemens säger, med vissa platser som får flera meter regn varje sommar. Regnen är avgörande för regionens jordbruk och ekonomi, men kan också orsaka översvämningar och störningar av skörden under år då de är särskilt tunga. Eftersom monsunerna spelar en så stor roll i livet för nästan 1,4 miljarder människor, Det är viktigt att förstå hur klimatförändringarna kan påverka dem.
För några år, Clemens har arbetat med ett internationellt team av forskare för att bättre förstå de viktigaste drivkrafterna bakom monsunaktivitet. I november 2014 forskargruppen seglade ombord på forskningsfartyget JOIDES Resolution till Bengalsviken, utanför Indiens kust, för att återvinna sedimentkärnprover under havsbotten. Dessa kärnprover bevarar ett register över monsunaktivitet som sträcker sig över miljoner år.
Forskningsfartyget JOIDES Resolution borrade sedimentkärnor från Bengaliska viken, som användes för att rekonstruera tidigare monsunregn. Dessa data användes för att testa förutsägelser om framtida monsunregn när klimatet förändras. Data tyder på att framtida nederbörd kan öka när CO2 -nivåerna stiger. Kredit:Steven Clemens
Regnvattnet som produceras av monsunerna varje sommar rinner så småningom av den indiska subkontinenten till Bengaliska viken. Avrinningen skapar ett lager av utspätt havsvatten i viken som rider på toppen av den tätare, mer saltvatten nedan. Ytvattnet är en livsmiljö för mikroorganismer som kallas planktoniska foraminifer, som använder näringsämnen i vattnet för att konstruera sina skal, som är gjorda av kalciumkarbonat (CaNO 3 ). När varelserna dör, skalen sjunker till botten och fastnar i sediment. Genom att ta kärnprover av sediment och analysera syreisotoperna i dessa fossiler, vetenskapsmän kan gudomliggöra salthalten i vattnet där varelserna levde. Den salthaltssignalen kan användas som en indikator på ändrade nederbördsmängder över tiden.
Andra data från proverna kompletterar foraminiferdata. Flodavrinning i bukten tar med sig sediment från kontinenten, ger ytterligare en indikator på regnintensiteten. Den kolisotopiska sammansättningen av växtmaterial som sköljs in i havet och begravs i sediment erbjuder ytterligare en regnrelaterad signal som återspeglar förändringar i vegetationstyp. Väteisotopsammansättningen av vaxer på växtblad varierar i olika nederbördsmiljöer, och den signaturen kan också rekonstrueras från sedimentkärnor.
"Tanken är att vi kan rekonstruera nederbörd över tiden med hjälp av dessa proxyservrar, och titta sedan på andra paleoklimatdata för att se vad som kan vara de viktiga drivkrafterna bakom monsunaktivitet, "Clemens sa." Det hjälper oss att svara på viktiga frågor om faktorerna som driver monsunerna. Drivs de främst av yttre faktorer som förändringar i jordens omloppsbana, som förändrar mängden solstrålning från solen, eller är faktorer interna i klimatsystemet som CO 2 , isvolym och fukttransporterande vindar viktigare?"
Forskarna fann att perioder med mer intensiva monsunvindar och nederbörd tenderade att följa toppar i atmosfären 2 och låga punkter i global isvolym. Cykliska förändringar i jordens omloppsbana som ändrar mängden solljus som varje halvklot tar emot spelade också en roll i monsunens intensitet, men på egen hand kunde inte förklara monsunvariationen. Tagen tillsammans, fynden tyder på att monsunerna verkligen är känsliga för CO 2 -relaterad uppvärmning, som validerar klimatmodellprognoser om förstärkning av monsunerna i förhållande till högre CO 2 .
"Modellerna berättar att i en värmande värld, det kommer att finnas mer vattenånga i atmosfären, " sa Clemens. "I allmänhet, regioner som får mycket regn nu kommer att få mer regn i framtiden. När det gäller de sydasiatiska monsunerna, det är helt i linje med vad vi ser i den här studien."
