Fidelity of El Nino -simulering er vigtig for at forudsige fremtidigt klima

En ny undersøgelse ledet af University of Hawai'i ved Mānoa -forskere, offentliggjort i tidsskriftet Naturkommunikation denne uge, afslørede, at korrekt simulering af havstrømvariationer hundredvis af fod under havoverfladen-den såkaldte Pacific Equatorial Undercurrent-under El Niño-begivenheder er nøglen til at reducere usikkerheden om forudsigelser om fremtidig opvarmning i det østlige tropiske Stillehav.

Passatvind og temperaturerne i det tropiske Stillehav oplever store ændringer fra år til år på grund af El Niño-Southern Oscillation (ENSO), påvirker vejrmønstre over hele kloden. For eksempel, hvis det tropiske Stillehav er varmere, og passatvindene er svagere end normalt -opstår der typisk en El Niño -begivenhed i Californien, og monsunfejl i Indien og Østasien er skadelige for lokal risproduktion. I modsætning, under en La Niña vender de globale vejrmønstre tilbage med køligere temperaturer og stærkere passatvind i det tropiske Stillehav. Disse naturlige klimasvingninger påvirker økosystemer, fiskeri, landbrug, og mange andre aspekter af det menneskelige samfund.

Computermodeller, der bruges til at projicere fremtidigt klima, forudsiger korrekt global opvarmning på grund af stigende drivhusgasemissioner samt kortsigtede årlige naturlige klimavariationer forbundet med El Niño og La Niña.

"Der er, imidlertid, nogle model uoverensstemmelser om, hvor meget det tropiske Stillehav vil varme, sagde Malte Stuecker, medforfatter og adjunkt i Institut for Oceanografi og International Pacific Research Center ved UH Mānoa. "De største forskelle ses i den østlige del af det tropiske Stillehav, en region, der er hjemsted for følsomme økosystemer såsom Galapagosøerne. Hvor meget det østlige tropiske Stillehav varmer i fremtiden, vil ikke kun påvirke fisk og dyreliv lokalt, men også fremtidige vejrmønstre i andre dele af verden. "

Forskere har arbejdet i årtier for at reducere de vedvarende modelusikkerheder ved opvarmninger i det tropiske Stillehav.

Mange klimamodeller simulerer El Niño- og La Niña -begivenheder af lignende intensitet. I naturen, imidlertid, opvarmningen forbundet med El Niño -begivenheder har en tendens til at være stærkere end den afkøling, der er forbundet med La Niña. Med andre ord, mens El Niño og La Niña i de fleste modeller er symmetriske, de er asymmetriske i naturen.

I denne nye undersøgelse, forskerne analyserede observationsdata og adskillige klimamodelsimuleringer og fandt ud af, at når modellerne simulerer variationer i havstrømmen under havoverfladen mere præcist, den simulerede asymmetri mellem El Niño og La Niña stiger - bliver mere som det, der ses i naturen.

"At identificere de modeller, der simulerer disse processer forbundet med El Niño og La Niña korrekt i det nuværende klima, kan hjælpe os med at reducere usikkerheden ved fremtidige klimaprognoser, "sagde den tilsvarende hovedforfatter Michiya Hayashi, en forskningsassistent ved National Institute for Environmental Studies, Japan, og en tidligere postdoktorforsker ved UH Mānoa støttet af Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) Overseas Research Fellowships. "Kun en tredjedel af alle klimamodeller kan gengive styrken af ​​understrømmen og tilhørende havtemperaturvariationer realistisk."

"Bemærkelsesværdigt, i disse modeller ser vi et meget tæt forhold mellem ændringen af ​​fremtidens El Niño og La Niña intensitet og det forventede tropiske opvarmningsmønster på grund af drivhusopvarmning, "bemærkede Stuecker.

Det er, modellerne i gruppen, der simulerer en fremtidig stigning i El Niño og La Niña intensitet, viser også en forstærket opvarmningstendens i det østlige tropiske Stillehav på grund af drivhusopvarmning. I modsætning, modellerne, der simulerer et fremtidigt fald i El Niño- og La Niña-intensiteten, viser mindre drivhusgasinduceret opvarmning i den østlige del af bassinet. Tilstedeværelsen af ​​dette forhold indikerer, at disse modeller fanger en mekanisme, der vides at påvirke klimaet - hvilket betyder, at disse modeller er mere pålidelige. Dette forhold forsvinder totalt i to tredjedele af klimamodeller, der ikke kan simulere havstrømmens variationer under overfladen korrekt.

"Korrekt simulering af El Niño og La Niña er afgørende for at projektere klimaændringer i troperne og videre. Der skal foretages mere forskning for at reducere biaserne i interaktionerne mellem vind og hav, så klimamodeller kan realisere El Niño - La Niña -asymmetri realistisk , "tilføjede Fei-Fei Jin, medforfatter og professor i Institut for Atmosfæriske Videnskaber ved UH Mānoa.

"Den store usikkerhed i intensitetsændringen af ​​El Niño og La Niña som reaktion på drivhusopvarmning er et andet problem, "sagde Stuecker." En bedre forståelse af Jordens naturlige klimasvingninger som El Niño og La Niña vil resultere i at reducere usikkerheden i fremtidige klimaændringer i troperne og videre. "