Naturlige klimaprocesser overskygger de seneste menneskeskabte Walker-cirkulationstendenser

En ny undersøgelse, offentliggjort i denne uge i tidsskriftet Natur klimaændringer , viser, at den seneste intensivering af det ækvatoriale stillehavsvindsystem, kendt som Walker Circulation, er ikke relateret til menneskelig påvirkning og kan forklares med naturlige processer. Dette resultat afslutter en langvarig debat om årsagerne til en hidtil uset atmosfærisk tendens, hvilket bidrog til en tredobling af stigningen i havniveauet i det vestlige tropiske Stillehav, samt til den globale opvarmningspause.

Drevet af den øst-vestlige havoverfladetemperaturforskel over det ækvatoriale Stillehav, Walker-cirkulationen er et af nøgleelementerne i den globale atmosfæriske cirkulation. Det er kendetegnet ved stigende bevægelse over det vestlige Stillehav og faldende bevægelse i det østlige ækvatoriale Stillehav. På overfladen, passatvinde blæser fra øst til vest, forårsager opstrømning af koldt vand langs ækvator. Fra begyndelsen af ​​1990'erne til omkring 2013, denne cirkulation er intensiveret dramatisk, afkøling af det østlige ækvatoriale Stillehav og udløser skift i globale vinde og nedbør (se figur 1). Disse forhold bidrog yderligere til tørring i Californien, forværre megatørkeforhold og påvirke landbruget, vandressourcer og naturbrande. I betragtning af disse udbredte indvirkninger på økosystemer og samfund, de seneste Walkers cirkulationstendenser er blevet genstand for intens forskning.

I modsætning til den observerede styrkelse, de fleste klimacomputermodeller simulerer en gradvis svækkelse af Walker-cirkulationen, når den tvinges af stigende drivhusgaskoncentrationer (se figur 1). "Uoverensstemmelsen mellem klimamodelfremskrivninger og observerede tendenser har ført til spekulationer om troværdigheden af ​​den nuværende generation af klimamodeller og deres repræsentation af tropiske klimaprocesser, " sagde Eui-Seok Chung, forsker fra Center for Klimafysik, Institut for Grundvidenskab, Sydkorea, og hovedforfatter af undersøgelsen.

For at bestemme, om de observerede ændringer i den tropiske atmosfæriske cirkulation skyldes naturlige klimaprocesser eller forårsaget af menneskeskabte klimaændringer, videnskabsmænd fra Sydkorea, USA og Tyskland gik sammen for at udføre en af ​​de mest omfattende big-data-analyser af de seneste atmosfæriske tendenser til dato. "Ved hjælp af satellitdata, forbedrede overfladeobservationer og et stort ensemble af klimamodelsimuleringer, vores resultater viser, at naturlig variation, snarere end menneskeskabte effekter, var ansvarlig for den nylige styrkelse af Walker -cirkulationen, " sagde prof. Axel Timmermann, Direktør for IBS Center for Climate Physics ved Pusan ​​National University og medforfatter af denne undersøgelse.

I deres integrerede analyse, forskerne fandt ud af, at den satellit-udledte styrkelse af Walker-cirkulationen er væsentligt svagere end antydet af andre overfladeobservationer brugt i tidligere undersøgelser. "At sætte overfladeobservationer i sammenhæng med de nyeste satellitprodukter var et nøgleelement i vores undersøgelse, " sagde medforfatter Dr. Lei Shi fra NOAA's National Centres for Environmental Information i USA.

Analyse af 61 computermodelsimuleringer tvunget med stigende drivhusgaskoncentrationer, Forfatterne viste, at selvom den gennemsnitlige respons er svækkelse af Walker-cirkulationen, der er væsentlige uoverensstemmelser mellem de individuelle modeleksperimenter, især når man overvejer kortsigtede tendenser. "Vi fandt ud af, at nogle modeller endda stemmer overens med de observerede ændringer i det tropiske Stillehav, in stark contrast to other computer experiments that exhibit more persistent weakening of the Walker circulation during the observational period, " said co-author Dr. Viju John from EUMETSAT in Germany. The authors were able to tease apart what caused the spread in the computer model simulations.

Co-author Prof. Kyung-Ja Ha from the IBS Center for Climate Physics and Pusan National University says, "Natural climate variability, associated, for eksempel, with the El Niño-Southern Oscillation or the Interdecadal Pacific Oscillation can account for a large part of diversity in simulated tropical climate trends."

Prof. Brian Soden from the Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science, at the University of Miami, Forenede Stater, sagde, "The observed trends are not that unusual. In climate model simulations we can always find shorter-term periods of several decades that show similar trends to those inferred from the satellite data. However, i de fleste tilfælde, and when considering the century-scale response to global warming, these trends reverse their sign eventually."

The study concludes that the observed strengthening of the Walker circulation from about 1990 to 2013 and its impact on western Pacific sea level, eastern Pacific cooling, and drought in the southwestern United States, was a naturally occurring phenomenon that does not stand in contrast to the notion of projected anthropogenic climate change. Given the high levels of natural decadal variability in the tropical Pacific, it would take at least two more decades to detect unequivocally the human imprint on the Pacific Walker Circulation (see Figure 1, right panel).