Пустыни обычно характеризуются низким среднегодовым количеством осадков — обычно 100 миллиметров (менее 4 дюймов) осадков в год или меньше. Исследователи проанализировали данные об осадках, записанные по всей Африке с 1920 по 2013 год, и обнаружили, что Сахара, занимающая большую часть северной части континента, расширилась на 10 процентов за этот период, если посмотреть на годовые тенденции.Когда авторы рассмотрели сезонные тенденции за тот же период времени, наиболее заметное расширение Сахары произошло летом, что привело к увеличению средней сезонной площади пустыни почти на 16 процентов за 93-летний период, охватываемый исследованием.«Наши результаты характерны для Сахары, но они, вероятно, имеют значение для других пустынь мира», — сказал Сумант Нигам, профессор атмосферных и океанических наук в UMD и старший автор исследования.
Нигам также имеет совместное назначение в Междисциплинарном центре наук о Земле (ESSIC) UMD.Результаты исследования показывают, что изменение климата, вызванное деятельностью человека, а также естественные климатические циклы, такие как Атлантическое многодесятилетнее колебание (AMO), стали причиной расширения пустыни. Географическая модель расширения менялась от сезона к сезону, при этом наиболее заметные различия наблюдались вдоль северных и южных границ Сахары.«Пустыни обычно образуются в субтропиках из-за циркуляции Хэдли, по которой воздух поднимается на экваторе и опускается в субтропиках», — сказал Нигам. «Изменение климата, вероятно, расширит циркуляцию Хэдли, вызывая продвижение субтропических пустынь на север.
Однако продвижение Сахары на юг предполагает, что действуют и дополнительные механизмы, включая климатические циклы, такие как AMO».Сахара — самая большая в мире пустыня с теплой погодой, примерно равная по размеру территории Соединенных Штатов. (Арктический бассейн и Антарктический континент, каждый из которых примерно в два раза больше Сахары, также квалифицируются как пустыни из-за низкого уровня осадков.) Как и все пустыни, границы Сахары меняются в зависимости от сезона, расширяясь. засушливой зимой и сокращается более влажным летом.
Южная граница Сахары примыкает к Сахелю, полузасушливой переходной зоне, которая находится между Сахарой ??и плодородными саваннами южнее. Сахара расширяется по мере того, как Сахель отступает, разрушая хрупкие экосистемы пастбищ региона и человеческие сообщества.
Озеро Чад, которое находится в центре этой климатологически конфликтной переходной зоны, служит сигналом изменения условий в Сахеле.«Бассейн Чада впадает в регион, где Сахара ползла на юг.
И озеро высыхает», — пояснил Нигам. «Это очень заметный след уменьшения количества осадков не только на местном уровне, но и во всем регионе. Это интегратор снижения притока воды в обширном бассейне Чада».Ряд хорошо известных климатических циклов может повлиять на количество осадков в Сахаре и Сахеле.
Одним из примеров является AMO, в которой температура на большой территории северной части Атлантического океана колеблется между теплой и холодной фазами с циклом от 50 до 70 лет. Теплые фазы AMO связаны с увеличением количества осадков в Сахеле, в то время как обратное верно для холодной фазы.
Например, заметное высыхание Сахеля с 1950-х по 1980-е годы было приписано одной такой холодной фазе. Тихоокеанская декадная осцилляция (PDO), отмеченная колебаниями температуры в северной части Тихого океана в масштабе от 40 до 60 лет, также играет роль.
Чтобы выделить последствия антропогенного изменения климата, исследователи использовали статистические методы, чтобы исключить влияние AMO и PDO на изменчивость осадков в период с 1920 по 2013 год. Исследователи пришли к выводу, что эти естественные климатические циклы составляли около двух: трети всего наблюдаемого расширения Сахары. Оставшаяся треть может быть отнесена на счет изменения климата, но авторы отмечают, что для достижения более окончательных выводов необходимы более длительные климатические записи, охватывающие несколько климатических циклов.
«Многие предыдущие исследования документально подтвердили тенденции выпадения осадков в Сахаре и Сахеле. Но наша статья уникальна тем, что мы используем эти тенденции, чтобы сделать выводы об изменениях в пустынном пространстве в масштабе столетия», — сказала Натали Томас, аспирантка в области атмосферных и атмосферных явлений. океанология в UMD и ведущий автор исследовательской работы.Результаты исследования имеют далеко идущие последствия для будущего Сахары, а также других субтропических пустынь по всему миру. Поскольку население мира продолжает расти, сокращение площади пахотных земель с достаточным количеством осадков для выращивания сельскохозяйственных культур может иметь разрушительные последствия.
«Тенденции повышения жаркого лета в Африке и высыхания сезонов дождей связаны с такими факторами, как увеличение содержания парниковых газов и аэрозолей в атмосфере», — сказал Минг Цай, директор программы Отдела атмосферных и геокосмических наук Национального научного фонда. который профинансировал исследование. «Эти тенденции также имеют разрушительное влияние на жизнь африканцев, которые зависят от экономики, основанной на сельском хозяйстве».Томас и Нигам сосредоточены на том, чтобы больше узнать о движущих силах расширения пустыни в Сахаре и за ее пределами.
«При проведении этого исследования нашим приоритетом было задокументировать долгосрочные тенденции осадков и температуры в Сахаре. Нашим следующим шагом будет рассмотрение того, что движет этими тенденциями для Сахары и других регионов», — пояснил Томас. «Мы уже начали изучать сезонные тенденции температуры, например, в Северной Америке.
Здесь зима становится теплее, а лето примерно такое же. В Африке все наоборот — зима остается стабильной, а лето становится теплее. стрессы в Африке уже стали более серьезными ".