Nederbörd i samband med den intertropiska konvergenszonen (ITCZ), bältet av konvergerande passadvindar och stigande luft som omger jorden nära ekvatorn, påverkar livsmedels- och vattentryggheten för cirka 1 miljard människor världen över. De inkluderar cirka 11% av den brasilianska befolkningen, koncentrerad till fyra stater i den nordöstra regionen - Rio Grande do Norte, Ceará, Piauí, och Maranhão. Stora delar av dessa stater har ett halvtorrt klimat, och ungefär hälften av all deras årliga nederbörd sker på bara två månader (mars och april), när det tropiska regnbältet når sitt sydligaste läge, över den norra delen av den nordöstra regionen. Under resten av året, det tropiska regnbältet skiftar längre norrut. Till exempel, det är ansvarigt för den högsta nederbörden i kustregionen i Venezuela i juli och augusti.

Att projicera det framtida beteendet för nederbörd i halvtorra områden som dessa är grundläggande för att samhället ska kunna förutse eventuella förändringar i nederbördsmönster på grund av pågående klimatförändringar. En studie av Cristiano Chiessi, en professor vid University of São Paulo (USP) i Brasilien, och samarbetspartners visar att nederbörden i norra Brasiliens nordöstra region systematiskt har minskat under de senaste 5, 000 år, i motsats till ett viktigt paradigm inom paleoklimatologin. Denna reviderade syn på vad som hände i det förflutna hjälper till att skapa ett mer realistiskt scenario för vad som kan hända i framtiden.

En artikel om studien publiceras i Paleoceanografi och paleoklimatologi . Studien stöddes av FAPESP.

"Enligt det rådande paradigmet, det tropiska regnbältet har migrerat söderut under de senaste 5, 000 år. Vår forskning tyder istället på att dess latitudinella oscillationsintervall minskade, så att den nu svänger inom ett smalare band, " Chiessi sa till Agência FAPESP.

Värdefull information om klimatsystemets reaktioner på olika förhållanden registreras i geologiska sediment avsatta på havsbotten. Studien involverar tre oberoende indikatorer på nederbörd som härrör från sediment som samlats upp längs Parnaíbas mynning på gränsen mellan Piauí och Maranhão.

"Vi analyserade förhållandet mellan halterna av de kemiska elementen titan och kalcium. Titanet kommer från kontinental bergros, medan kalciumet kommer från skal från marina organismer, ", sa Chiessi. "Vi uppskattade också hastigheten med vilken kontinentala sediment ackumulerades på havsbotten, och sammansättningen av väteisotoper i kontinentalt växtvax som finns i marint sediment. Dessa tre datamängder, tillsammans med vår analys av numeriska klimatmodeller, pekade på sammandragning av det tropiska regnbältet under de senaste 5, 000 år, snarare än den föreslagna migrationen söderut."

Studien visar också att yttemperaturfördelningen i de två halvkloten är en nyckelfaktor i det tropiska regnbältets position, också i motsats till det rådande paradigmet.

"Enligt paradigmet, migration söderut av det tropiska regnbältet berodde på en gradvis ökning av strålningen som mottogs från solen av det södra halvklotet under sommaren. Motsatsen inträffade på norra halvklotet, alltmer hindrar migration norrut av det tropiska regnbältet. Dock, vår uppmärksamhet uppmärksammades på två svagheter i denna modell, "Sa Chiessi." Det första var antagandet att regnbältets position bestämdes av yttemperaturfördelningen i båda halvklotet, som inte nödvändigtvis reagerar på ett linjärt sätt på fördelningen av solstrålning. För det andra, bevisen som stöder paradigmet befann sig nästan enbart på norra halvklotet. Det fanns inga bevis på migrationen på södra halvklotet. "

Även om solstrålningen genomgick de förändringar som beskrivs, han fortsatte, svaren i halvklotet var olika på grund av skillnaden i kontinenternas och havens yta i var och en (kontinenter reagerar snabbare än oceaner på förändringar i solstrålning). "Det är därför nödvändigt att revidera det paradigm som har påverkat paleoklimatologin i två decennier, " han sa.

Numeriska klimatmodeller tyder på att vid slutet av detta århundrade kommer det tropiska regnbältets latitudinella oscillationsområde att minska, ytterligare minska nederbörden i den norra delen av Brasiliens nordöstra region, med potentiellt allvarliga sociala och miljömässiga konsekvenser. Dock, om den atlantiska meridionala vältcirkulationen (AMOC) blir betydligt svagare, nå den vändpunkt som förutspåtts i en annan studie av Chiessi, uppvärmningen av södra Atlanten kommer att överstiga den i Nordatlanten, tvingar regnbältet söderut. "Detta skulle få negativa konsekvenser i olika delar av världen. I Brasilien, dock, det skulle förhindra en ännu större minskning av nederbörden i den norra delen av nordost, " han sa.