När klimatforskare ser på framtiden för att avgöra vilka effekterna av klimatförändringar kan bli, använder de datormodeller för att simulera potentiella resultat som hur nederbörden kommer att förändras i en uppvärmande värld.
Men forskare från University of Michigan tittar på något lite mer påtagligt:korall.
När forskarna undersökte prover från koraller i Stora barriärrevet upptäckte forskarna mellan 1750 och i dag, när det globala klimatet värmdes upp, våtsäsongens nederbörd i den delen av världen ökade med cirka 10 % och frekvensen av extrema regnhändelser mer än fördubblats. Deras resultat publiceras i Communications Earth &Environment .
"Klimatforskare finner sig ofta på att säga," jag visste att det skulle bli illa, men jag trodde inte att det skulle bli så här illa så snabbt. Men vi ser det faktiskt i det här korallrekordet, säger chefsutredaren Julia Cole, ordförande för UM Department of Earth and Environmental Sciences.
"Framtidsstudier tenderar att använda klimatmodeller och de modellerna kan ge olika resultat. Vissa kanske säger mer nederbörd, vissa kanske säger mindre nederbörd. Vi visar att det, åtminstone i nordöstra Queensland, definitivt finns mer nederbörd, det är definitivt mer nederbörd. mer varierande och det har definitivt redan hänt."
Studien, ledd av UM-forskaren Kelsey Dyez, analyserade kärnprover borrade från en korallkoloni belägen vid mynningen av en flod i norra Queensland, Australien. Under sommarens regnperioder plockar nederbörd som filtreras in i floden upp näringsämnen, organiskt material och sediment, som sedan transporteras till flodens mynning och släpps ut i havet och sköljer över korallkolonin.
När korallerna badar i detta sötvattenutflöde, plockar de upp geokemiska signaler från floden och registrerar dem i sina karbonatskelett. Kärnproverna av korallerna visar svaga band av ljusare och mörkare material. Dessa band återspeglar varje regnig och torr säsong som korallen genomlevde. Banden har också information om klimatet under varje årstid, precis som trädens ringar registrerar klimatmönster under åren de växer.
"Vi vill veta, när vi värmer jorden, kommer vi att få mer nederbörd? Mindre nederbörd? Kanske olika delar av jorden kommer att reagera annorlunda?" sa Dyez. "Det här projektet är särskilt viktigt eftersom vi kan sätta den uppvärmningen och förändringarna i ett sammanhang. Vi kan registrera nederbörd från perioden innan vi har instrumentella rekord för den här delen av världen."
För att exakt bestämma hur mycket regn som föll varje regnperiod, och hur många extrema regnhändelser som inträffade under varje säsong, jämförde forskarna instrumentella nederbördsrekord som började på 1950-talet med motsvarande år i koraller. Detta gav forskarna en kalibreringsperiod som de kunde använda för att fastställa förhållandet mellan korallens egenskaper och mängden nederbörd som föll varje regnperiod så länge korallerna levde, ända tillbaka till 1750.
Korallkärnan togs från en avlägsen region utanför nordöstra Queensland av Australian Institute of Marine Science. Landet som omger flodens vattendelare är också i ett skyddat område, vilket innebär att näringsämnen och sediment som spolas ut i floden av regn sannolikt inte kommer att genereras av mänsklig aktivitet.
"Det här är en region som har upplevt ganska stora svängningar de senaste åren mellan översvämningar som har varit förödande för samhällen, och sedan torrare perioder," sa Cole. "Eftersom nordöstra Australien är en jordbruksregion är hur nederbörden förändras i en varmare värld av verklig påtaglig betydelse. Folk kanske inte känner några graders uppvärmning, men de lider verkligen om det blir torka eller översvämning."
För att rekonstruera nederbörd använde forskarna fyra olika mått. Först tittade forskarna på luminescensen hos banden i korallen. När de lyser ett svart ljus på korallen, orsakar organiska föreningar i korallen att den fluorescerar. Ju ljusare bandet fluorescerar, desto mer organiska föreningar kom ner i floden och avsattes på korallen, vilket återspeglar en säsong av kraftiga regn.
Forskarna mätte också hur mycket av grundämnet barium som finns i vart och ett av banden. Korallskelettet består av kalcium, men när barium avsätts på skelettet kan det ersätta kalcium. Ju mer barium som upptäcktes i bandet, desto mer flodflöde strömmade över korallen.
Forskarna tittade sedan på stabila kolisotoper (kol-12 och kol-13) i korallen. Ju mer förhållandet mellan dessa två isotoper gynnar kol-12, desto mer vatten måste ha kommit nedför floden från större nederbörd.
Slutligen undersökte forskarna stabila syreisotoper (syre-16 och oxygen-18). När förhållandet mellan dessa två isotoper gynnar syre-16, är det ett tecken på ytterligare nederbörd och sötvatten som kommer nerför floden.
Eftersom korallrekordet ligger utanför nordöstra Australien, ville forskarna förstå om hela Australien upplevde liknande nederbörd. När forskarna tittade på instrumentella nederbördsrekord över Australien fann forskarna att de ökade nederbördsmönstren inte förekom jämnt över Australien.
"Det är faktiskt inte så bra korrelerat till västra Australien. Det är för långt borta. Men för de flesta av östra Australien finns det en betydande korrelation. Och det är där många människor bor," sa Dyez. "Det är särskilt starkt över hela Queensland, vilket är där många av dessa extrema regnfall händer just nu."
Mer information: Nederbördsvariationen ökade med uppvärmningen i norra Queensland, Australien under de senaste 280 åren, Communications Earth &Environment (2024). DOI:10.1038/s43247-024-01262-5 , www.nature.com/articles/s43247-024-01262-5
Tillhandahålls av University of Michigan
