Oude droge spreuken bieden aanwijzingen over de toekomst van droogte
NASA - Omdat delen van Midden-Amerika en het zuidwesten van de VS de afgelopen decennia enkele van de ergste droogten hebben doorstaan om deze gebieden te raken, hebben wetenschappers nieuw bewijsmateriaal gevonden over oude droge perioden die suggereren dat de toekomst nog ernstiger watertekorten zou kunnen veroorzaken. Drie onderzoekers die tijdens de jaarlijkse bijeenkomst van de American Geophysical Union in San Francisco op Dec. 5, 2011 spraken, presenteerden nieuwe bevindingen over het verleden en de toekomst van droogte.
{mp4}NASA_drought{/mp4}
Pre-Columbiaanse Collapse
Ben Cook, een klimatoloog verbonden aan het Goddard Institute for Space Studies (GISS) van de NASA en het Lamont-Doherty Earth Observatory van de Columbia University in New York, benadrukte nieuw onderzoek dat aangeeft dat de oude Meso-Amerikaanse beschavingen van de Maya's en Azteken vermoedelijk de droogte in de Schiereiland Yucatán en zuidelijk en centraal Mexico door regenwouden te kappen om plaats te maken voor weilanden en landbouwgrond.
Het omzetten van bos naar landbouwgrond kan de weerkaatsing of het albedo van het landoppervlak vergroten op manieren die neerslagpatronen beïnvloeden. "Landbouwgrond en weilanden absorberen iets minder energie van de zon dan het regenwoud omdat hun oppervlakten doorgaans lichter en reflectiever zijn", legt Cook uit. "Dit betekent dat er minder energie beschikbaar is voor convectie en neerslag."
Nieuwe klimaatmodellering laat zien dat wijdverspreide ontbossing in het precolumbiaanse Midden-Amerika overeenkwam met een verminderde neerslag. Deze afbeelding laat zien hoeveel neerslag in het hele gebied is afgenomen tussen 800 CE en 950 CE. Het was gedurende deze periode dat de Maya-beschaving zijn piekpopulatie bereikte en abrupt instortte. (Krediet: Ben Cook, het Goddard Institute for Space Studies van de NASA)
Cook en collega's gebruikten een klimaatmodel met een hoge resolutie dat bij de AIVD was ontwikkeld om simulaties uit te voeren die vergeleken hoe patronen van vegetatie tijdens pre-Columbiaanse (vóór 1492 CE) en post-Columbiaanse periodes neerslag en droogte in Midden-Amerika beïnvloedden. Het pre-Columbiaanse tijdperk zag wijdverspreide ontbossing op het schiereiland Yucatán en in het zuiden en midden van Mexico. Tijdens de post-Columbiaanse periode regenereerden bossen terwijl de inheemse bevolking achteruitging en landbouwgronden en weiden werden verlaten.
De simulaties van Cook omvatten de input van een nieuw gepubliceerde reconstructie van de bodembedekking, die een van de meest complete en nauwkeurige records is van beschikbare veranderingen in menselijke vegetatie. De resultaten zijn onmiskenbaar: de neerslagniveaus daalden aanzienlijk, in het algemeen 10 tot 20 procent, toen ontbossing wijdverspreid was. Neerslagrecords van stalagmieten, een soort grotformatie die wordt beïnvloed door vochtgehaltes die paleoklimatologen gebruiken om de trends in het verleden af te leiden, komen in de Yucatán goed overeen met de modelresultaten van Cook.
Het effect is het meest merkbaar op het schiereiland Yucatán en in het zuiden van Mexico, gebieden die overlappen met de centra van de Maya en de Azteekse beschavingen en die een hoge mate van ontbossing en de dichtst geconcentreerde populaties hebben. Neerslag daalde bijvoorbeeld met maar liefst 20 procent over delen van het schiereiland Yucatán tussen 800 CE en 950 CE
De studie van Cook ondersteunt eerder onderzoek dat suggereert dat droogte, versterkt door ontbossing, een sleutelfactor was in de snelle ineenstorting van het Maya-rijk rond 950 CE In 2010, publiceerde Robert Oglesby, een klimaatmodeler aan de Universiteit van Nebraska, een studie in de Journal of Geophysical Research dat toonde aan dat ontbossing waarschijnlijk heeft bijgedragen aan de ineenstorting van de Maya's. Hoewel de modellen van Oglesby en Cook tot vergelijkbare conclusies leidden, had Cook toegang tot een meer accurate en betrouwbare registratie van veranderingen in de vegetatie.
Tijdens de piek van de Maya-beschaving tussen 800 CE en 950 CE, wijst de reconstructie van de bodembedekking Cook, gebaseerd op zijn modellen, erop dat de Maya slechts een klein percentage van de bossen op het schiereiland Yucatán intact had gelaten. In de periode tussen 1500 CE en 1650 CE daarentegen, nadat de komst van Europeanen de inheemse bevolking had gedecimeerd, bedekte natuurlijke vegetatie bijna heel Yucatán. In moderne tijden heeft ontbossing sommige gebieden dichtbij de kust veranderd, maar een grote meerderheid van de bossen van het schiereiland blijft intact.
"Ik wil niet beweren dat ontbossing droogte veroorzaakt of dat het volledig verantwoordelijk is voor het verval van de Maya's, maar onze resultaten tonen wel aan dat ontbossing het klimaat in de richting van droogte kan beïnvloeden en dat ongeveer de helft van de droogte in de pre-koloniale periode de droogte was resultaat van ontbossing, "zei Cook.
Noordoostelijke Megadroughts
De laatste grote droogte in het noordoosten kwam voor in de 1960s, bleef ongeveer drie jaar bestaan en eiste een grote tol van de regio. Dorothy Peteet, een paleoklimatoloog die ook verbonden is aan NASA GISS en de Columbia University, heeft bewijs gevonden waaruit blijkt dat er veel meer ernstige droogtes hebben plaatsgevonden in het noordoosten.
Door het analyseren van sedimentkernen verzameld uit verschillende kwelders in de Hudson River Valley, hebben Peteet en haar collega's van Lamont-Doherty bewijs gevonden dat er zich ten minste drie grote droge periodes in het noordoosten in de laatste 6,000-jaren hebben voorgedaan. De langste, die overeenkomt met een tijdspanne die bekend staat als de Middeleeuwse Warme Periode, duurde een aantal 500-jaren en begon rond 850 CE. De andere twee vonden meer dan 5,000 jaar geleden plaats. Ze waren korter, slechts ongeveer 20 tot 40 jaar, maar waarschijnlijk ernstiger.
"Over het algemeen denken mensen niet aan het noordoosten als een gebied dat droogte kan ervaren, maar er is geologisch bewijs dat aantoont dat grote droogtes kunnen en zullen optreden," zei Peteet. "Het is iets dat wetenschappers niet kunnen negeren, wat we in deze sedimentkernen vinden, heeft grote implicaties voor de regio."
Het team van Peteet detecteerde alle drie perioden van droogte met behulp van een methode genaamd röntgenfluorescentiespectroscopie. Ze gebruikten de techniek op een kern die in Piermont Marsh in New York was verzameld om te zoeken naar karakteristieke elementen - zoals broom en calcium - die vaker voorkomen in het moeras tijdens droogtes.
Vers water uit de Hudson-rivier en zout water uit de Atlantische Oceaan waren beide op verschillende tijdstippen dominant in Piermont Marsh, maar zout water stroomt in droge perioden stroomopwaarts naarmate de hoeveelheid zoet water die het moeras binnendringt afneemt. Het team van Peteet ontdekte extreem hoge niveaus van zowel broom als calcium, beide indicatoren voor de aanwezigheid van zout water en het bestaan van droogte, in delen van de sedimentkernen die overeenkomen met 5,745 en 5,480 jaar geleden.
Tijdens de Middeleeuwse Warme Periode ontdekten de onderzoekers ook opvallende verhogingen van de abundantie van bepaalde soorten stuifmeelsoorten, met name dennen en hickory, die wijzen op een droog klimaat. Vóór de Middeleeuwse warme periode daarentegen waren er meer eiken, die de voorkeur geven aan nattere omstandigheden. Ze vonden ook een dikke laag houtskool die aantoont dat bosbranden, die vaker voorkomen tijdens droogtes, gebruikelijk waren tijdens de Middeleeuwse Warme Periode.
"We moeten nog meer onderzoek doen voordat we met vertrouwen kunnen zeggen hoe wijdverspreid of frequent droogtes in het noordoosten zijn geweest," zei Peteet. Er zijn bepaalde leemtes in de kernen. Het team van Peteet bestudeerde bijvoorbeeld dat ze van plan is om meer in detail te onderzoeken. Ze verwacht ook de scope van het project uit te breiden naar andere moerassen en estuaria in het noordoosten en samen te werken met klimaatmodellen om te beginnen met het plagen van de factoren die droogtes veroorzaken in de regio.
The Future of Food
Klimaatverandering, met zijn potentieel om de beschikbaarheid van water over de hele wereld te herverdelen door de regenval in sommige gebieden te vergroten, terwijl de droogte in andere gebieden verslechtert, kan de gewasopbrengst in bepaalde regio's van de wereld negatief beïnvloeden.
Nieuw onderzoek uitgevoerd door de hydrologist van Princeton University, Justin Sheffield, toont aan dat gebieden in de ontwikkelingslanden die droogtegevoelig zijn en een groeiende bevolking hebben en beperkte mogelijkheden hebben om water op te slaan, zoals Afrika bezuiden de Sahara, degenen zijn die het grootste risico lopen hun gewassen te zien verminder hun opbrengsten in de toekomst.
Sheffield en zijn team voerden hydrologische modelsimulaties uit voor de 20TH- en 21ST-eeuwen en bekeken hoe droogte in de toekomst zou kunnen veranderen op basis van verschillende klimaatscenario's. Ze ontdekten dat het totale door droogte getroffen gebied de afgelopen 50-jaren niet significant is veranderd.
Het model laat echter een daling van de neerslag zien en de toename van de verdampingsvraag zal naar verwachting de frequentie van kortdurende droogtes verhogen. Ze ontdekten ook dat het gebied ten zuiden van de Sahara dat te maken heeft met droogte, evenveel zal stijgen als tweevoudig in het midden van de 21ST eeuw en drievoudig aan het einde van de eeuw.
Toen het team analyseerde wat deze veranderingen zouden betekenen voor de toekomstige productiviteit van de landbouw overal ter wereld, ontdekten ze dat de impact op Afrika ten zuiden van de Sahara vooral sterk zou zijn.
Landbouwproductiviteit hangt af van een aantal factoren die de beschikbaarheid van water te boven gaan, inclusief bodemgesteldheid, beschikbare technologieën en gewasvariëteiten. Voor sommige regio's van sub-Sahara Afrika hebben de onderzoekers geconstateerd dat de landbouwproductiviteit tegen het midden van de eeuw waarschijnlijk met meer dan 20 procent zal afnemen als gevolg van het drogen en opwarmen.
Bron: Dit artikel is oorspronkelijk opgesteld door Adam Voiland en Maria José-Viñasas, een NASA-portaal Kijken naar Earth nieuws functie.
De Maya-weg opnieuw ontdekken
Hoe de Maya-beschaving de hedendaagse stedelijke voedselzekerheid kan inspireren
In een recent gepubliceerd onderzoek in Ecological Economics onderzoeken centrumonderzoeker Stephan Barthel en co-auteur Christian Isendahl aan de universiteit van Uppsala hoe pre-Columbiaanse Maya voedselsystemen de hedendaagse stedelijke voedselzekerheid kunnen inspireren.
Related Books:
De toekomst die we kiezen: de klimaatcrisis overleven
door Christiana Figueres en Tom Rivett-Carnac
De auteurs, die een sleutelrol speelden in de Overeenkomst van Parijs over klimaatverandering, bieden inzichten en strategieën voor het aanpakken van de klimaatcrisis, inclusief individuele en collectieve actie.
Klik voor meer info of om te bestellen
De onbewoonbare aarde: leven na opwarming
door David Wallace-Wells
Dit boek onderzoekt de mogelijke gevolgen van ongecontroleerde klimaatverandering, waaronder massale uitsterving, voedsel- en waterschaarste en politieke instabiliteit.
Klik voor meer info of om te bestellen
Het Ministerie van de Toekomst: een roman
door Kim Stanley Robinson
Deze roman verbeeldt een wereld in de nabije toekomst die worstelt met de gevolgen van klimaatverandering en biedt een visie op hoe de samenleving zou kunnen transformeren om de crisis het hoofd te bieden.
Klik voor meer info of om te bestellen
Onder een witte lucht: de aard van de toekomst
door Elizabeth Kolbert
De auteur onderzoekt de menselijke impact op de natuurlijke wereld, inclusief klimaatverandering, en het potentieel voor technologische oplossingen om milieu-uitdagingen aan te pakken.
Klik voor meer info of om te bestellen
Drawdown: het meest uitgebreide plan ooit voorgesteld om opwarming van de aarde tegen te gaan
onder redactie van Paul Hawken
Dit boek presenteert een alomvattend plan voor het aanpakken van klimaatverandering, inclusief oplossingen uit een reeks sectoren zoals energie, landbouw en transport.
