Jaarlijkse droogteperiodes dreigen aanzienlijk hoger te worden dan klimaatmodellen projecteren door systematische fouten.

Met behulp van een innovatieve benadering om voorspellingen van toekomstige klimaatmodellen te corrigeren met waarnemingen uit de praktijk, hebben onderzoekers ontdekt dat de verwachte toename van de duur van jaarlijkse droge periodes als gevolg van klimaatverandering aanzienlijk hoger zal zijn dan de projecties van klimaatmodellen. Als gevolg hiervan kan strategische planning voor mondiale waterbronnen, landbouw en ecosystemen in veel delen van de wereld fundamenteel onjuist zijn.

Belangrijkste bevindingen

● Tegen het einde van deze eeuw zou de duur van de langste jaarlijkse droge periodes gemiddeld 10 dagen langer kunnen zijn dan verwacht.

● Toekomstige toenames in de droge periodes worden het meest onderschat in het zuidwesten van Noord-Amerika, Zuidelijk Afrika en delen van het Middellandse Zeegebied, wat zorgen baart over waterschaarste, voedselzekerheid en de veiligheid van de mens in deze kwetsbare regio's.

● Dezelfde systematische fouten blijven bestaan in de nieuwste generatie klimaatmodellen, wat effectieve beoordeling van droogterisico's voor menselijke en natuurlijke systemen belemmert.

Weinig vertrouwen in omvang en timing van toekomstige droogtevoorspellingen.

Het begrijpen van de ernst en duur van droogtes in de nabije toekomst hangt sterk af van het vermogen van klimaatmodellen om de complexe interacties tussen land, atmosfeer en oceanen nauwkeurig te simuleren. Het vergroten van de betrouwbaarheid van toekomstige voorspellingen voor extreme droogtes blijft een belangrijke uitdaging voor de wetenschappelijke gemeenschap vandaag de dag. Tegelijkertijd benadrukken de media en publieke discussies steeds meer de vraag: ‘Hoe groot is de kans dat mijn familie en ik langere, hetere droge periodes zullen meemaken in de komende 20 jaar, en hoe ernstig zouden deze omstandigheden kunnen worden?’ “Op dit moment is het vertrouwen in de omvang en timing van de door klimaatmodellen voorspelde toename van droogte en droogteperiodes laag, waardoor samenlevingen grotendeels onvoorbereid blijven” – zegt Dr. Petrova. Om deze onzekerheid te verminderen, hebben Dr. Petrova en Prof. Diego Miralles van de Universiteit Gent, samen met een internationaal team van onderzoekers, een studie uitgevoerd om toekomstige voorspellingen voor verlengde droge periodes op mondiale en regionale schaal te verbeteren. Door toekomstprojecties van 55 geavanceerde klimaatmodellen te analyseren, konden de onderzoekers wereldregio's aanwijzen waar de droogterisico's voor samenlevingen en ecosystemen in de huidige simulaties van klimaatmodellen waarschijnlijk worden onderschat.

Gebruik van huidige waarnemingen om toekomstige klimaatmodelvoorspellingen te corrigeren.

De studie maakt gebruik van een zogenaamde ‘emergent constraint’ (EC)-benadering, die zoekt naar fysiek plausibele relaties tussen onzekerheden in modellen uit het verleden en de toekomst. Door deze methode toe te passen op een reeks klimaatmodellen, identificeerden de onderzoekers wereldregio's waar fouten in modellen uit het verleden invloed hebben op de omvang van hun toekomstige gesimuleerde toename op een betekenisvolle manier. “Volgens deze ontdekte relatie tussen verleden en toekomst vonden we dat in 20-30% van de landoppervlakken wereldwijd dezelfde klimaatmodellen die momenteel langere droge periodes simuleren, consequent grotere toenames in hun duur zouden projecteren tegen het einde van de eeuw” – legt Dr. Petrova uit. Door aan te tonen dat modellen die het huidige klimaat nauwkeurig weerspiegelen, waarschijnlijk beter zijn in het voorspellen van toekomstige veranderingen, en door meerdere waarnemingen uit de praktijk op te nemen in de onthulde relatie tussen verleden en toekomst, konden de onderzoekers toekomstige modelvoorspellingen van verlengde droge periodes kalibreren. Deze nieuwe, gekalibreerde modelprojecties verminderden niet alleen de onzekerheid van toekomstige voorspellingen met tot wel 26% wereldwijd voor het meest extreme klimaatscenario, maar onthulden ook dat de toekomstige toename van de duur van verlengde droge periodes tegen 2100 naar verwachting gemiddeld 42-44% groter zal zijn dan modellen suggereren. “Deze bevindingen verfijnen ons begrip van toekomstige droogtegevaren en wijzen erop dat we waarschijnlijk te maken zullen krijgen met zwaardere droogtes dan eerder werd verwacht,” zegt Prof. Miralles.

Toekomstige droogterisico's en implicaties voor beleid en aanpassing

De ernstigste onderschatting van de toekomstige toename van verlengde jaarlijkse droge periodes werd vastgesteld in Zuidelijk Afrika, zuidwestelijke regio's van de VS en delen van het Middellandse Zeegebied. De meeste van deze regio's ervaren nu al jaarlijks watertekorten en verhoogde droogtegevaren. De studie onthult dat sommige regio's in Zuidelijk Afrika tegen 2050 een verwachte toename van 12 dagen in de duur van droge periodes kunnen ervaren – bijna 50 jaar eerder dan eerder werd verwacht. “Deze resultaten zijn verontrustend” – zegt Dr. Petrova – “Ze benadrukken de noodzaak voor beleidsmakers om klimaatbestendigheidsstrategieën en aanpassingsplannen opnieuw te beoordelen, vooral in regio's waar ernstiger dan verwachte droogte- en droogtecondities worden geprojecteerd.” "Vroegtijdige en effectieve maatregelen zijn cruciaal om de impact van droogte op landbouw, watervoorziening, ecosystemen en bevolking te beperken. Onze studie is een stap richting betrouwbaardere klimaatprojecties die beter kunnen helpen bij het ontwikkelen van deze aanpassingsstrategieën," concludeert Dr. Petrova.

Over de auteurs

De studie werd uitgevoerd door onderzoekers van het Hydro-Climate Extremes Laboratory van de Universiteit Gent, Dr. Irina Yu. Petrova, Prof. Dr. Diego G. Miralles, in samenwerking met wetenschappers van de Sorbonne Universiteit, het Barcelona Supercomputing Centre, de Pohang University of Science and Technology, de Université de Toulouse en anderen. Dit toont het belang en de grote impact van wetenschappelijke samenwerkingen tussen landen en instellingen bij het aanpakken van een van de grote uitdagingen in klimaatonderzoek.

Contact

Neem contact op met Dr. Irina Petrova via [irina.petrova@ugent.be] of Prof. Dr. Diego Miralles via [diego.miralles@ugent.be] voor verdere details.

Publicatiegegevens

De volledige studie is gepubliceerd in Nature.