Temperatura dell'Olocene invertita

Jul 30, 2023

Natura volume 620, pagine 336–343 (2023) Citare questo articolo

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Si prevede che il cambiamento climatico antropogenico avrà un grave impatto sul ciclo idrologico globale1, in particolare nelle regioni tropicali dove le economie basate sull’agricoltura dipendono dalle piogge monsoniche2. Nel Corno d’Africa, condizioni di siccità più frequenti negli ultimi decenni3,4 contrastano con i modelli climatici che prevedono un aumento delle precipitazioni con l’aumento della temperatura5. Qui utilizziamo i dati proxy del clima geochimico organico provenienti dalla documentazione dei sedimenti del Lago Chala (Kenya e Tanzania) per sondare la stabilità del legame tra idroclima e temperatura nel corso degli ultimi 75.000 anni circa, comprendendo quindi un intervallo di temperature sufficientemente ampio per testare la situazione. paradigma6 del cambiamento climatico di origine antropica nel dominio del tempo “il secco diventa più secco, il bagnato diventa più bagnato”. Mostriamo che la relazione positiva tra umidità effettiva e temperatura nell’Africa più orientale durante l’ultimo periodo glaciale più freddo passò a negativa intorno all’inizio dell’Olocene 11.700 anni fa, quando la concentrazione atmosferica di anidride carbonica superò le 250 parti per milione e la temperatura media annuale si avvicinò a quella moderna. valori giornalieri. Pertanto, a quel tempo, il bilancio tra precipitazioni monsoniche ed evaporazione continentale7 raggiunse un punto critico tale che l’influenza positiva della temperatura sull’evaporazione divenne maggiore della sua influenza positiva sulle precipitazioni. I nostri risultati implicano che, a causa del continuo riscaldamento antropogenico, il Corno d’Africa probabilmente subirà un ulteriore prosciugamento ed evidenziano la necessità di una migliore simulazione dei processi sia dinamici che termodinamici nel ciclo idrologico tropicale.

L'incongruenza tra la prevalenza comune di gravi condizioni di siccità nel Corno d'Africa negli ultimi decenni3,4 e le simulazioni dei modelli climatici che prevedono un aumento delle precipitazioni nel corso del ventunesimo secolo5, definito il "paradosso climatico dell'Africa orientale"8,9, confonde le prospettive della regione. sforzi di adattamento al cambiamento climatico minando la pianificazione agricola strategica e la gestione delle risorse idriche9. Contrariamente ad altre regioni secche (sub)tropicali come l’Africa meridionale, dove le proiezioni di un aumento della siccità sono generalmente coerenti con i dati strumentali, le proiezioni di un aumento delle precipitazioni (P) e di un’umidità effettiva stabile (precipitazioni meno evaporazione, P - E) sull’Africa più orientale (Fig. 1b) sono chiaramente in contrasto con la relazione prevalentemente inversa tra P − E annuale e temperatura (T) osservata in 42 anni di dati strumentali (Fig. 1a). La recente tendenza storica (e in corso) alla siccità nel Corno d'Africa si esprime principalmente nell'inizio ritardato e nella cessazione anticipata delle "lunghe piogge" di marzo-maggio che sostengono la principale stagione di coltivazione9. Mentre gli studi osservazionali10 e le analisi delle proiezioni dei cambiamenti climatici basate su modelli11 tendono a concentrarsi sui cambiamenti nella circolazione atmosferica, gli studi sull’idrologia continentale e sulle risorse idriche pongono maggiore enfasi sui processi termodinamici come i feedback terra-atmosfera12,13. I dati proxy paleoclimatici provenienti da archivi geologici di alta qualità possono aiutare a migliorare le proiezioni della futura disponibilità di acqua sondando la stabilità della relazione tra umidità effettiva e temperatura su un intervallo di temperature passate abbastanza ampio da determinare se il regime climatico tropicale semiarido del Corno d’Africa è più probabilmente diventeranno progressivamente più umidi o più secchi a causa del futuro riscaldamento antropogenico.

a, Le tonalità blu e rosse sui continenti mostrano la correlazione tra l'umidità effettiva annuale (P - E) e la temperatura annuale (T) nei dati osservativi nel periodo 1980-2021 (Metodi), tutti ridotti a una risoluzione di 0,25° a scopo di visualizzazione. Le correlazioni con valori assoluti superiori a 0,4 sono statisticamente significative (P <0,01). Le SST medie50 superiori a 23 °C (grigio) delineano i tropici. Le linee tratteggiate nere e grigie rappresentano le posizioni approssimative di ITCZ ​​e CAB rispettivamente a gennaio e luglio, e le frecce blu mostrano le direzioni del vento stagionale dominante associate ai rispettivi sistemi monsonici. L’area dell’Africa orientale delineata con una linea gialla è la regione del Corno d’Africa completamente dipendente dall’umidità dell’Oceano Indiano9. I punti neri etichettati con 1–13 sono le posizioni dei record della temperatura dei laghi utilizzati per ricavare una ricostruzione dell'insieme dell'Africa orientale di 25 mila anni (1–7), i record SST selezionati dell'Oceano Indiano occidentale (8–10), un polline- registrazioni della temperatura basate sui pollini dell'Africa sudorientale (11; tutte mostrate nei dati estesi, Fig. 4) e registrazioni dell'umidità continentale basate sui pollini dell'Africa tropicale occidentale (12 e 13)35,36. b, Cambiamenti di T (°C), P (mm giorno−1) e P − E (mm giorno−1) entro la fine del ventunesimo secolo (2081–2100 rispetto a 1995–2014) nel continente africano e oceani adiacenti, come simulato dall’insieme del modello CMIP6 nello scenario delle emissioni SSP5-8.551.