Vi vet att utsläpp av växthusgaser som koldioxid borde öka nederbörden. Utsläppen värmer atmosfären, vilket orsakar ett-två slag:Varmare hav gör det lättare för vatten att avdunsta, och varmare luft kan hålla mer vattenånga, vilket innebär att mer fukt är tillgänglig för att falla som regn. Men under en stor del av 1900-talet syntes inte den ökningen av nederbörd tydligt i uppgifterna.
En ny studie ledd av forskare vid Department of Energy's Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) finner att den förväntade ökningen av regn till stor del har kompenserats av uttorkningseffekten av aerosoler - utsläpp som svaveldioxid som produceras genom förbränning av fossila bränslen, och brukar betraktas som luftföroreningar eller smog. Forskningen är publicerad i tidskriften Nature Communications .
"Det här är första gången som vi verkligen kan förstå vad som gör att extrem nederbörd förändras inom det kontinentala USA", säger Mark Risser, en forskare vid Berkeley Lab och en av huvudförfattarna till studien. Han noterade att fram till 1970-talet kompenserades de förväntade ökningarna av extrema nederbörd av aerosoler. Men Clean Air Act orsakade en drastisk minskning av luftföroreningarna i USA. "Aerosolmaskeringen stängdes av ganska plötsligt. Det betyder att nederbörden kan öka mycket snabbare än vi annars skulle ha förutsett."
Traditionella klimatmodeller har kämpat för att med tillförsikt förutsäga den mänskliga påverkan på nederbörd på skalor som är mindre än en kontinent – och det är just den regionala nivån där de flesta anpassningar och begränsningar av klimatförändringar äger rum. Genom att använda en ny metod och starkt förlita sig på mätningar från regnmätare från 1900 till 2020, kunde forskarna mer robust fastställa hur mänskliga aktiviteter har påverkat nederbörden i USA.
"Innan vår studie hade Intergovernmental Panel on Climate Change [IPCC] dragit slutsatsen att bevisen var blandade och ofullständiga för förändringar i USA:s nederbörd på grund av den globala uppvärmningen", säger Bill Collins, biträdande laboratoriechef för Earth and Environmental Sciences Area vid Berkeley Lab och medförfattare till studien. "Vi har nu tillhandahållit avgörande bevis för högre nederbörd och också hjälpt till att förklara varför tidigare studier som bedömts av IPCC nådde motstridiga slutsatser."
Specifikt isolerar studien hur utsläpp av växthusgaser och aerosol påverkar både genomsnittliga och extrema nederbörd. Forskare bekräftade att ökade växthusgasutsläpp, som snabbt sprids över hela planeten, orsakar en ökning av nederbörden. Effekten från aerosoler är mer nyanserad. På lång sikt kyler aerosoler planeten, vilket orsakar en uttorkande effekt. Men de har också en snabbare, mer lokal respons. Den snabba effekten beror på årstid, med aerosoler som i allmänhet minskar nederbörden på vintern och våren och förstärker den på sommaren och hösten över stora delar av USA.
"Säsongsvariationen är verkligen viktig," sa Risser. "För nederbörd beror klimatförändringarnas natur på vilken årstid du pratar om, eftersom olika typer av vädersystem skapar nederbörd under olika delar av året."
Några av de motstridiga studierna som tittar på nederbördstrender under det senaste århundradet kan förklaras av hur effekten av aerosoler uppväger effekten av växthusgaser, och hur modeller och simuleringar påverkar dessa två drivkrafter. Forskarna noterade att spårning av aerosoler och inkorporering av dem mer fullständigt i modeller och simuleringar kommer att vara viktigt för att förbättra de förutsägelser som används för infrastrukturdesign och vattenresursförvaltning.
USA har redan sett exempel på den senaste tidens ökning av extrem nederbörd, med flera intensiva, rekordstora stormar under de senaste åren.
"Tack vare förbättringar av luftkvaliteten minskar de aerosoler som skyddade oss från de värsta effekterna av global uppvärmning över hela världen", sa Collins. "Vårt arbete visar att ökningen av extrem nederbörd som drivs av förhöjda havstemperaturer kommer att bli allt tydligare under detta decennium."
Mer information: Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-45504-8. www.nature.com/articles/s41467-024-45504-8
Journalinformation: Nature Communications
Tillhandahålls av Lawrence Berkeley National Laboratory
