Пустыни, как правило, определяются низким средним ежегодным ливнем – обычно 100 миллиметров (меньше чем 4 дюйма) дождя в год или меньше. Исследователи проанализировали данные о ливне, зарегистрированные всюду по Африке с 1920 до 2013, и нашли, что Сахара, которая занимает большую часть северной части континента, расширенного на 10 процентов в этот период, смотря на ежегодные тенденции.Когда авторы посмотрели на сезонные тенденции по тому же самому периоду времени, самое известное расширение Сахары произошло летом, приводящий почти к 16-процентному увеличению средней сезонной области пустыни по 93-летнему промежутку, покрытому исследованием.«Наши результаты характерны для Сахары, но они, вероятно, имеют последствия для других пустынь в мире», сказал Сумэнт Нигэм, преподаватель атмосферной и океанской науки в UMD и ведущем авторе исследования.
У Нигэма также есть совместное назначение в Earth System Science Interdisciplinary Center (ESSIC) UMD.Результаты исследования предполагают, что вызванное человеком изменение климата, а также естественные циклы климата, такие как Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO), вызвало расширение пустыни. Географический образец расширения изменился с сезона до сезона с наиболее заметными различиями, происходящими вдоль северных и южных границ Сахары.
«Пустыни обычно формируются в субтропиках из-за обращения Хэдли, посредством которого воздух повышается на экватор и спускается в субтропиках», сказал Нигэм. «Изменение климата, вероятно, расширит обращение Хэдли, вызывая движущееся на север наступление на субтропические пустыни. Движущееся на юг сползание Сахары, однако, предполагает, что дополнительные механизмы работают также, включая циклы климата, такие как AMO».
Сахара – самая большая пустыня теплой погоды в мире, примерно равняйтесь в размере смежным Соединенным Штатам. (Арктический бассейн и Антарктида – которые являются каждым приблизительно вдвое более большим, чем Сахара – также, характеризуются как пустыни из-за их низких уровней осадков.) Как все пустыни, границы Сахары колеблются с сезонами, расширяющимися сухой зимой и сокращающимися в течение более влажного лета.Южная граница Сахары примыкает к Сахелю, полузасушливая зона перехода, которая находится между Сахарой и плодородными саваннами дальнейший юг. Сахара расширяется, поскольку Сахель отступает, разрушая хрупкие экосистемы поля региона и человеческие общества. Озеро Чад, которое сидит в центре этой климатологически противоречивой зоны перехода, служит лидером для изменения условий в Сахеле.
«Чадский Бассейн падает в регионе, где Сахара вползла на юг. И озеро иссякает», объяснил Нигэм. «Это – очень видимый след уменьшенного ливня не только в местном масштабе, но и через целый регион. Это – интегратор снижения водного прибытия в экспансивный Чадский Бассейн».Много известных циклов климата могут затронуть ливень в Сахаре и Сахеле.
AMO, в котором температуры по большому ряду северного Атлантического океана колеблются между теплыми и холодными фазами на 50-к 70-летнему циклу, является одним примером. Теплые фазы AMO связаны с увеличенным ливнем в Сахеле, в то время как противоположное верно для холодной фазы. Например, известная сушка Сахеля с 1950-х до 1980-х была приписана одной такой холодной фазе.
Pacific Decadal Oscillation (PDO), отмеченное температурными колебаниями северного Тихого океана в масштабе 40 – 60 лет, также играет роль.Чтобы выбрать эффекты вызванного человеком изменения климата, исследователи использовали статистические методы, чтобы удалить эффекты AMO и PDO на изменчивости ливня в период с 1920 до 2013. Исследователи пришли к заключению, что эти естественные циклы климата составляли приблизительно две трети полного наблюдаемого расширения Сахары.
Остающаяся одна треть может быть приписана изменению климата, но авторы отмечают, что более длинные отчеты климата, которые продолжают несколько циклов климата, необходимы, чтобы сделать более категорические выводы.«Много предыдущих исследований зарегистрировали тенденции в ливне в Сахаре и Сахеле. Но наша статья уникальна, в этом мы используем эти тенденции, чтобы вывести изменения в пространстве пустыни на временных рамках века», сказала Натали Томас, аспирант в атмосферной и океанской науке в UMD и ведущем авторе научно-исследовательской работы.Результаты исследования имеют далеко идущие последствия для будущего Сахары, а также другие субтропические пустыни во всем мире.
В то время как население в мире продолжает расти, у сокращения пахотной земли с соответствующим ливнем, чтобы поддержать зерновые культуры могли быть разрушительные последствия.«Тенденции в Африке жарких лет, получая более жаркие и сезоны дождей, иссякая связаны с факторами, которые включают увеличивающиеся парниковые газы и аэрозоли в атмосфере», сказал Мин Цай, директор программы в Подразделении Национальным научным фондом Атмосферных и Наук Geospace, которые финансировали исследование. «Эти тенденции также имеют разрушительный эффект на жизни африканцев, которые зависят от основанных на сельском хозяйстве экономических систем».
Томас и Нигэм сосредоточены на получении дополнительной информации о водителях позади расширения пустыни в Сахаре и вне.«С этим исследованием наш приоритет состоял в том, чтобы зарегистрировать долгосрочные тенденции в ливне и температуру в Сахаре.
Наш следующий шаг должен будет посмотреть на то, что стимулирует эти тенденции для Сахары и в другое место», объяснил Томас. «Мы уже начали смотреть на сезонные температурные тенденции по Северной Америке, например. Здесь, зимы становятся теплее, но лета о том же самом.
В Африке это – противоположное – зимы считают устойчивыми, но лета становятся теплее. Таким образом, усилия в Африке уже более тяжелы».