Pacyficzne i Atlantyckie telekoneksje zmniejszają niepewność w wielodekadowych prognozach Letniego Monsunu Ameryki Południowej

Dlaczego to ma znaczenie dla ludzi i przyrody

Letni Monsoon Ameryki Południowej dostarcza większość opadów sezonu deszczowego dla Amazonii i okolic, kształtując rzeki, lasy, gospodarstwa i miasta. Naukowcy wciąż mają jednak trudności z określeniem, jak ten istotny system opadów zmieni się w nadchodzących dekadach. To badanie wyjaśnia, jak powolne wahania w Pacyfiku i Atlantyku wpływają na monsun i pokazuje sposób na zmniejszenie niepewności dotyczącej przyszłych prognoz opadów o około jedną trzecią.

Śledzenie rytmu olbrzymiego systemu deszczowego

Aby zrozumieć zachowanie monsunów na przestrzeni wielu dekad, autorzy zgromadzili długi zapis sięgający 1850 roku. Zamiast polegać jedynie na nowoczesnych deszczomierzach i modelach pogodowych, połączyli wiele wskazówek: słojów drzew, rdzeni lodowych z wysokich gór, poziomów rzek, dokumentów historycznych i danych instrumentalnych. Wykorzystując podejście statystyczne, które łączy te dane w zespół 1500 możliwych historii, zbudowali solidny indeks siły letnich opadów w rdzeniowym obszarze monsunowym tropikalnej Ameryki Południowej. Ta rekonstrukcja pokazuje wyraźne wielodekadowe wahania, ze wzmocnieniem do połowy XX wieku, a następnie stopniowym osłabianiem.

Wzory oceaniczne, które pociągają monsun

Następnie zespół zadał pytanie, co napędza te powolne wzloty i spadki. Porównali zrekonstruowany zapis monsunu z temperaturami powierzchni mórz i wzorami wiatrów na przestrzeni ostatniego stulecia. Pojawił się silny związek z ogólnopacyficznym wzorem znanym jako Międzydekadowa Oscylacja Pacyfiku oraz ze zmianami w cyrkulacji Walkera w Pacyfiku — szerokiej pętli unoszenia i opadania powietrza w obrębie tropików. Gdy środkowy tropikalny Pacyfik jest relatywnie chłodny, a cyrkulacja Walkera silniejsza, powietrze bardziej skłania się do wznoszenia nad Amazonką i pobliskimi Andami, zasysając wilgotne powietrze z tropikalnego Atlantyku i wzmacniając opady monsunowe. Gdy Pacyfik przechodzi do cieplejszego stanu, a cyrkulacja Walkera słabnie, ten mechanizm zwalnia i monsun zwykle osłabia się. Kontrast temperatur w tropikalnym Atlantyku również odgrywa rolę, ale jego wpływ jest mniejszy i mniej spójny.

Testowanie przyszłych ścieżek za pomocą flot modeli klimatycznych

Aby zbadać, co mogą przynieść nadchodzące dekady, badacze sięgnęli po duże zbiory symulacji modeli klimatu z dwóch głównych modeli systemu Ziemi, CESM2 i CanESM5. Każdy model uruchomiono wielokrotnie z drobnymi różnicami w warunkach początkowych, tworząc zespoły, które dzielą te same ścieżki emisji gazów cieplarnianych, ale różnią się wewnętrzną zmiennością klimatu. Wśród 100 symulacji CESM2 przy scenariuszu wysokich emisji średni wynik wskazuje na wyraźne osłabienie monsunów i wysychanie dużej części Amazonii i tropikalnych Andów do 2044 roku. Jednak pojedyncze przebiegi różnią się znacząco: niektóre pokazują silne wysychanie, inne umiarkowane nawilgocenie w kluczowych obszarach. To rozproszenie oznacza, że wewnętrzne wahania klimatu mogą częściowo maskować lub wzmacniać długoterminowy sygnał wywołany przez działalność człowieka na skalach czasu istotnych dla planowania.

Określanie źródeł niepewności

Porównując członków zespołów prognozujących najbardziej wilgotną i najbardziej suchą przyszłość, autorzy odkryli, że duża część rozbieżności pokrywa się ze stanami Pacyfiku przypominającymi przeciwne fazy Międzydekadowej Oscylacji Pacyfiku oraz ze zmianami w cyrkulacji Walkera. Gdy Pacyfik zmierza ku fazie negatywnej, z chłodniejszymi wodami środkowymi i silniejszym wschód–zachód obiegiem powietrza, Amazonia i Andy mają większe szanse na wilgotniejsze trendy. Faza pozytywna działa odwrotnie, sprzyjając szeroko zakrojonemu wysychaniu. Zespół oszacował tę więź, matematycznie usuwając z modelowanych trendów monsunu części powiązane z tymi pacyficznymi wzorami. Taki zabieg zmniejszył statystyczne rozproszenie przyszłej siły monsunu o około 30 procent, podczas gdy samo usunięcie wpływu Atlantyku przyniosło tylko skromną różnicę. Pokaźnie zilustrowali też, że gdyby Pacyfik silnie przechylił się w jedną lub drugą fazę, szanse na ekstremalne nawilgocenie lub wysuszenie w nadchodzących dekadach zmieniłyby się dramatycznie.

Co to oznacza dla życia pod zmieniającym się niebem

Dla rolników, planistów miejskich i społeczności w tropikalnej Ameryce Południowej te wnioski sugerują, że część niepewności dotyczącej przyszłych opadów da się zmniejszyć poprzez lepsze śledzenie i przewidywanie powolnych zmian w oceanie Pacyfiku oraz powiązanej cyrkulacji Walkera. Emisje gazów cieplarnianych nadal przesuwają monsun w stronę osłabienia, ale termin i surowość wysychania lub nawilgocenia będą w dużym stopniu zależeć od tego, w którą stronę przechylą się te naturalne cykle oceaniczne. Poprawa sposobu, w jaki modele klimatu symulują i inicjalizują zmienność Pacyfiku, mogłaby więc dostarczyć bardziej wiarygodnych wskazówek dotyczących przyszłych przepływów rzecznych, ryzyka powodzi i susz oraz odporności Amazonii i okolicznych ekosystemów.

Cytowanie: Lyu, Z., Shi, F., Yang, Y. et al. Pacific and Atlantic teleconnections reduce uncertainty in multidecadal projections of the South American Summer Monsoon. npj Clim Atmos Sci 9, 111 (2026). https://doi.org/10.1038/s41612-026-01373-0

Słowa kluczowe: Letni Monsoon Ameryki Południowej, opady w Amazonii, Międzydekadowa Oscylacja Pacyfiku, cyrkulacja Walkera w Pacyfiku, zmienność klimatu