Endelig, klimavidenskaben kan muligvis forudsige tropisk atlantisk vejr bedre

El Niño Southern Oscillation eller ENSO, en unormal opvarmning af overfladevandene i det tropiske Stillehav, er berømt for at producere måneder lange usædvanlige vejrmønstre over hele kloden.

En lignende, omend mindre kendt cirkulationsmønster, Atlanterhavet El Niño, dominerer et bredt skår af Atlanterhavet. Atlantic El Niño -fænomenet er analogt med de cyklusser, der skaber Pacific ENSO. Men i modsætning til Stillehavsmodstykket, som har vist sig at være uvurderlig for sæsonbestemte klimaforudsigelser, Atlanterhavet El Niño er næsten umuligt at forudsige.

De brede skift i vejrregimer kendt som ENSO opstår, når et massivt skår af varmt vand dannes ud for Sydamerikas kyst og strækker sig ind i det centrale Stillehav. Vandets varme ændrer luftstrømmen i Stillehavet. Dette ændrer igen vejrmønstrene i lande, der grænser op til Stillehavet og videre, efterhånden som luftbevægelser rundt om på kloden tilpasser sig forholdene i Stillehavet. Fordi bevægelsen af ​​varmt og koldt vand sker ret langsomt hen over den store strækning af Stillehavet, klimaforskere er i stand til at forudsige ENSOs ankomst og medfølgende mærkelige vejrforhold op til ni måneder i forvejen.

Dette gør det muligt for de berørte lande at forberede sig på den kraftige nedbør og oversvømmelser i det østlige Afrika og tørke i det sydlige Afrika, som en ENSO bringer dem med uregelmæssige intervaller på 2-7 år.

På mange måder, Atlanterhavet El Niño er ligesom den stillehavsbaserede ENSO. Det følger et tæt lignende mønster af ændringer i havet og de overliggende luftbevægelser. Det opstår, når varmere end normalt vand dannes i den ækvatoriale atlantiske region, der grænser op til Guineakysten i Afrika, og strækker sig mod de nordlige dele af Sydamerika. Dette er blevet forbundet med kraftig nedbør og oversvømmelser i kystnære Vestafrika fra Sierra Leone til det sydlige Nigeria, og tørke i den halvtørre Sahel.

Men klimaforskere har kæmpet for at forstå, hvad der får Atlanterhavet El Niño til at dukke op. Jeg ledede for nylig en undersøgelse, der giver ny indsigt, skabe håb om forbedrede klimaforudsigelser og bedre forberedelse.

Det store puslespil

Luft- og havvandet er i det væsentlige sammenvævet. Vand i havet bevæger sig, fordi vinden blæser på dem. Luften bevæger sig hurtigere end havvandene under den. Vandet reagerer langsommere. Denne måde, havvandet danner et tydeligt mønster af bevægelser, som omfordeler varme langsomt over en periode på flere måneder. Forskere er i stand til at bruge klimamodeller til at spore vandets bevægelser, og forudsige El Niño-begivenheder.

Fordi El Niño-mønstrene i Atlanterhavet og Stillehavet anses for at være ens, man ville forvente, at de var tilsvarende forudsigelige. Sådan er det ikke. Stillehavsmønsteret er relativt nemt at forudsige, mens det atlantiske mønster er næsten fuldstændig uforudsigeligt.

Og der er yderligere vigtige forskelle:De atlantiske begivenheder er af mindre omfang og kortere varighed. Årsagerne til disse forskelle har undret klimaforskere i årtier.

En anden slags El Niño

Nøglespørgsmålet er, hvor afgørende bevægelserne af varmt og koldt vand er for fremkomsten af ​​de atlantiske El Niño-begivenheder.

I vores undersøgelse undersøgte vi den sæsonmæssige udvikling af de atlantiske varme begivenheder, ved hjælp af data fra forskellige kilder, herunder in situ observationer, genanalyse (hvor observationer er blevet blandet ved hjælp af klimamodeller), og satellitprodukter.

Vi identificerede bevægelsen af ​​den intertropiske konvergenszone, et bånd af lavt lufttryk og kraftig nedbør, der strækker sig over det tropiske Atlanterhav, som årsagen til, at Atlantic Niño er kortvarig. Det er kun, når denne zone er meget tæt på eller over ækvator, at samspillet mellem luft- og havbevægelser er stærk nok til at forårsage store klimatiske påvirkninger. Den intertropiske konvergenszone giver de rette forhold i luften for at favorisere bevægelser af varmt og koldt vand i havet. Men udsvingene i havoverfladetemperaturen i Atlanterhavet er ikke stærke nok til at holde den intertropiske konvergenszone ved ækvator, som i tilfældet i Pacific ENSO.

Computerklimasimuleringer viser, at luft, snarere end havvand, movements are key to the Atlantic warm events. One set of simulations was conventional, trying to incorporate the detailed air and water movements. The second set reduced the complexity by modeling the ocean simply as a slab of motionless water with a thickness of only 50 meters.

This model was formulated in such a way that the ocean could absorb heat, emit heat, and evaporate moisture into the air, but the movements of warm and cold water within the ocean itself were ignored. The atmosphere alone accounts for 63% of the Atlantic El Niño events in these simulations.

This implies the movements of water in the ocean, as observed in the Pacific, are of lesser importance in the Atlantic. The Atlantic is "naturally" less predictable.

This is why our new findings, which established a strong connection to the Intertropical Convergence Zone, are important. The zone needs to be represented more realistically in the climate models and this will make them more accurate and reliable.

Fremadrettet

The African and South American countries bordering the equatorial Atlantic strongly depend upon the ocean for societal development, fiskeri, and tourism. They are strongly affected by vagaries in weather systems. Accurate climate predictions are essential.

Our findings suggest that accurate predictions, for up to three months, are possible in this region. When realized, this will aid planning adaptation to the severe weather conditions that normally come with Atlantic events.

Imidlertid, the equatorial Atlantic is a region of key uncertainties in the climate system:climate models exhibit large errors. And for many parameters, there are large gaps in observations that need to be closed. Closing the observational gaps is a key step in reducing the climate model errors, and improving seasonal climate predictions.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.