Впервые ученые проследили сдвиг с севера на юг самой северной окраины тропиков на 800 лет назад, сообщает международная группа под руководством Университета Аризоны.
Движение тропической границы влияет на расположение пустынь Северного полушария, включая пустыни Сонора, Мохаве и Сахара. Эти пустыни расположены к северу от тропического пояса, в который входят субтропики.
До сих пор у ученых была информация о расположении тропического пояса примерно с 1930 года, когда начались надежные инструментальные записи.
На стандартной карте тропический пояс простирается примерно от 30 градусов северной широты до 30 градусов южной широты.
Однако новое исследование показывает, что с 1203 по 2003 год северная окраина тропиков колебалась до 4 градусов к северу и югу от северной 30-й параллели.
«Перемещение границы тропиков связано с изменениями режимов выпадения осадков», - говорит Ракель Альфаро Санчес, возглавлявшая исследовательскую группу в то время, когда она была научным сотрудником в Лаборатории исследований годичных колец UA.
С 1568 по 1634 год тропики расширились на север, как обнаружила команда. Этот период времени совпадает с сильными засухами и другими потрясениями в жизни человеческого общества, в том числе с распадом Османской империи в Турции, концом династии Мин в Китае и почти полным исчезновением колонии Джеймстаун в Вирджинии, сказал Альфаро Санчес, в настоящее время занимающий постдокторскую степень. в Centre de Recerca Ecològica i Aplicacions Forestals в Барселоне, Испания
Соавтор Валери Труэ сказала: «Наши результаты показывают, что изменение климата было одним из факторов, способствующих этим социальным потрясениям».
Чтобы отследить северную границу тропического пояса Земли с 1203 по 2003 год, команда использовала годовые кольца деревьев из пяти разных мест в Северном полушарии. Исследователи могут вычислить годовые осадки за годы в прошлом, потому что каждое годичное кольцо роста дерева отражает климат того года.
Наличие 800-летней истории также позволило исследователям связать редкие события, такие как огромные извержения вулканов, с последующими изменениями климата, сказал Труэ, доцент дендрохронологии из Австралии.
Массивные извержения вулканов охлаждают Землю из-за всех мелких частиц и аэрозолей, выбрасываемых в атмосферу. Извержение Тамбора в 1815 году на территории современной Индонезии вызвало такое похолодание во всем мире, что 1816 год был известен в Европе как «год без лета», пишет команда.
«Мы можем наблюдать сжатие тропиков после извержений вулканов, таких как Тамбора», - сказал Труэ.
Труэ сказал, что изучение того, как аэрозоли влияют на климат, важно, потому что некоторые исследователи предложили отправлять такие частицы в атмосферу в качестве геоинженерного решения проблемы глобального потепления.
Исследовательская работа группы «Климатические и вулканические воздействия на северную границу тропического пояса за последние 800 лет» запланирована для онлайн-публикации в Nature Geoscience 15 октября. Имена дополнительных соавторов указаны внизу. этого выпуска.
Другие исследователи задокументировали, что тропики расширялись на север с 1970-х годов, сказал Альфаро Санчес.
Поскольку компьютерные модели нынешних и будущих климатических моделей также показывают расширение тропического пояса, но не так сильно, как это происходит на самом деле, исследователи хотели разработать более длительную историю движения тропической зоны, сказал Труэ.
Исследователи используют кольца деревьев для реконструкции прошлого климата и изменений климата во многих местах по всему миру. Эти климатические реконструкции простираются на сотни лет в прошлое. Чтобы отследить перемещения тропических поясов в прошлом, Альфаро Санчес и ее коллеги использовали существующие хронологии годичных колец из пяти мест: Арканзас, американский Запад, Тибетское нагорье, Турция и север Пакистана..
Чтобы понять, как записи годичных колец отражают изменения в тропическом поясе, команда изучила годичные кольца деревьев с 1930 по 2003 год и сравнила естественный климатический архив деревьев с инструментальными записями изменений в тропическом поясе.
Исследователи сосредоточились на зарегистрированных изменениях в ячейках Хэдли, огромных атмосферных конвективных ячейках, которые путешествуют вокруг земного шара в тропиках. Труэ сказал, что клетки Хэдли являются важным двигателем атмосферной циркуляции.
Зная, как изменения в клетках Хэдли коррелируют с изменениями в годичных кольцах деревьев, команда затем использовала несколько хронологий годичных колец, чтобы увидеть, как тропики расширялись и сжимались целых 800 лет назад.
«Это первая реконструкция, восходящая к доиндустриальным временам», - сказал Труэ. «Чтобы узнать, какова естественная изменчивость климата, нам нужно вернуться во времени дальше, чем за последние 150 лет».
Альфаро Санчес и ее коллеги обнаружили, что тропический пояс расширялся и сжимался сам по себе задолго до появления индустриальных времен.
Внутренняя изменчивость климатической системы Земли влияет на движение тропиков, сказал Труэ.
Текущее зарегистрированное расширение тропического пояса с 1970-х годов частично связано с увеличением выбросов парниковых газов в атмосферу, сообщают другие исследователи.
Нынешнее расширение тропиков может иметь важные социальные последствия, поскольку команда обнаружила, что прошлые сильные засухи были связаны с постоянными периодами тропического расширения, сказал Альфаро Санчес.