Авторы исследования основывают свой прогноз на потеплении, которое вывело Землю из последнего ледникового периода около 15000 лет назад. По мере того как Северный Атлантический океан начал перемешиваться более интенсивно, он растопил арктический морской лед, создав температурный контраст с южным полушарием, где морской лед расширялся вокруг Антарктиды. Температурный градиент между полюсами, похоже, отодвинул пояс тропических дождей и струйный поток средних широт на север, перераспределив воду на две полосы по всей планете.
Сегодня, когда арктический морской лед снова отступает, а северное полушарие нагревается быстрее, чем южное, история может повториться. «Если бы изменения, которые мы видели во время дегляциации, произошли сегодня, это имело бы очень большое влияние», — сказал ведущий автор исследования Уоллес Брокер, ученый-климатолог из обсерватории Земли Ламонт-Доэрти Колумбийского университета.Маршалируя климатические данные, собранные со всего мира, из годичных колец, полярных ледяных кернов, пещерных образований, озерных и океанских отложений, Брокер и соавтор исследования Аарон Патнэм, ученый-климатолог из Ламонт-Доэрти, выдвигают гипотезу о том, что ветровые и дождевые пояса сместился на север с примерно 14 600 лет назад до 12700 лет назад, когда северное полушарие нагревается.На южной окраине пояса тропических дождей огромное древнее озеро Таука в Боливийских Андах в это время почти высохло, в то время как реки в восточной Бразилии стали мелкими ручейками, а сталагмиты, питающиеся дождем, в том же регионе перестали расти.
В средних широтах продвижение реактивного потока на север могло привести к сокращению озера Лисан, предшественника Мертвого моря в Иорданской рифтовой долине, вместе с несколькими доисторическими озерами на западе США, включая озеро Бонневиль в современной Юте.Между тем, смещение тропических дождей на север привело к подпитке рек, стекающих в бассейн Кариако Венесуэлы, а также в озера Виктория и Танганьика в Восточной Африке. Сталагмиты в пещере Хулу в Китае стали больше.
Свидетельства более сильного азиатского муссона в это время также обнаруживаются в ледяных кернах Гренландии.По предположению авторов исследования, примерно с 1300 по 1850 год процесс происходил в обратном порядке, когда Северная Европа перешла от относительно теплой средневековой эпохи к более холодному периоду, известному как Малый ледниковый период.
Климатические данные показывают, что циркуляция океана замедлилась, а морской лед в северной части Атлантического океана увеличился. В то же время количество осадков в Азии уменьшилось, что привело к серии засух, которые были связаны с упадком древней кхмерской цивилизации в Камбодже, династией Мин в Китае и крахом королевств в нынешних Вьетнаме, Мьянме и Таиланде.В южном полушарии реконструкция протяженности ледников в Южных Альпах Новой Зеландии предполагает, что средние широты, возможно, были более холодными в средневековые времена, что подтверждает идею о температурном контрасте между полушариями, который изменил характер дождя и ветра.Подобная миграция ветрового и дождевого поясов Земли происходит каждый год.
Во время бореального лета пояс тропических дождей и струйное течение в средних широтах мигрируют на север, поскольку северное полушарие нагревается непропорционально к югу, с большим количеством континентов, поглощающих солнечную энергию. Зимой северное полушарие охлаждается, а дожди и ветры возвращаются на юг.Иногда ветры и дожди меняются на более длительные периоды времени. Считается, что в 1970-х и 1980-х годах смещение пояса тропических дождей к югу, связанное с охлаждением воздуха в северном полушарии, вызвало разрушительную засуху в африканском регионе Сахель.
С тех пор пояс тропических дождей вернулся в норму и может двигаться на север, говорят авторы исследования, о чем свидетельствует ряд недавних засух, в том числе в Сирии, северном Китае, западе США и северо-востоке Бразилии.Согласно исследованию, по крайней мере, одна климатическая модель показывает, что пояс тропических дождей перемещается на север по мере повышения уровня углекислого газа и повышения температуры. «Очень важно взглянуть на палео-летопись», — сказал Дарган Фриерсон, атмосферный ученый из Вашингтонского университета, чья работа по моделированию подтверждает гипотезу авторов. «Эти изменения были огромными, как и мы ожидаем от глобального потепления».
Авторы исследования признают, что в их гипотезе есть некоторые пробелы. В прошлом изменения в морском ледяном покрове вызывали температурный градиент между двумя полушариями, в то время как сегодня это связано с быстрым ростом промышленных выбросов углерода. Пока также нет четких доказательств того, что циркуляция океана в Северной Атлантике усиливается или что муссонные дожди над Азией усиливаются (хотя есть предположения, что сульфатные аэрозоли, образующиеся при сжигании ископаемого топлива, могут маскировать этот эффект).По словам Джеффа Северингхауса, ученого-климатолога из Института океанографии Скриппса, не принимавшего участия в исследовании, по мере снижения загрязнения воздуха в северном полушарии температура может повыситься, создавая такой температурный контраст, который может снова сместить ветры и дожди на север.
«Сульфатные аэрозоли, вероятно, будут очищены в ближайшие несколько десятилетий из-за их воздействия на кислотные дожди и здоровье», — сказал он. «Таким образом, Брокер и Патнэм, вероятно, имеют твердые основания предсказывать, что потепление на севере в конечном итоге значительно превзойдет потепление на юге».