Færre El Niño- og La Niña -begivenheder i en varmere verden

Cyklen mellem varme El Niño og kolde La Niña-forhold i det østlige Stillehav (almindeligvis omtalt som El Niño-Southern Oscillation, ENSO) har vedvaret uden større afbrydelser i mindst de sidste 11, 000 år. Dette kan ændre sig i fremtiden ifølge en ny undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Naturens klimaforandringer af et team af forskere fra IBS Center for Climate Physics (ICCP) ved Pusan ​​National University i Sydkorea, Max Planck Institute of Meteorology, Hamburg, Tyskland, og University of Hawaii i Mānoa, OS.

Teamet gennemførte en række globale klimamodelsimuleringer med en hidtil uset rumlig opløsning på 10 km i havet og 25 km i atmosfæren. Styrket af kraften i en af ​​Sydkoreas hurtigste supercomputere (Aleph), de nye klimamodelsimuleringer med ultrahøj opløsning kan nu realistisk simulere tropiske cykloner i atmosfæren og tropiske ustabilitetsbølger i det ækvatoriale Stillehav, som begge spiller grundlæggende roller i frembringelsen og afslutningen af ​​El Niño- og La Niña -begivenheder. "Vores supercomputer kørte non-stop i over et år for at fuldføre en række århundredelange simuleringer, der dækker nutidens klima og to forskellige globale opvarmningsniveauer. Modellen genererede 2 quadrillion bytes data; nok til at fylde op til 2, 000 harddiske, "siger Dr. Sun-Seon Lee, der gennemførte eksperimenterne.

Analyserer dette enorme datasæt, teamet fokuserede på et mangeårigt problem:hvordan vil ENSO ændre sig som reaktion på stigende drivhusgaskoncentrationer. "To generationer klimaforskere har set på dette problem ved hjælp af klimamodeller af forskellig kompleksitet. Nogle modeller simulerede svagere; andre forudsagde større østlige Stillehavstemperaturudsving i et fremtidigt varmere klima. Juryen var stadig ude, "siger prof. Axel Timmermann, co-tilsvarende forfatter og direktør for ICCP. Han tilføjer "Det fælles for disse modeller er, at deres simulerede temperaturer i ækvatoriale Stillehav, vest for Galapagos, var altid for kolde i forhold til observationerne. Dette forhindrede dem i korrekt at repræsentere den sarte balance mellem positive og negative feedbackprocesser, der er vigtige i ENSO -cyklussen. "

Ved at fange små klimatiske processer med den højest beregningsmæssigt mulige opløsning, ICCP -teamet var i stand til at lindre disse skævheder i havtemperaturen, hvilket fører til betydelige forbedringer af ENSO's repræsentationer og dets reaktion på global opvarmning. "Resultatet af vores computersimuleringer er klart:Forøgelse af CO ₂ koncentrationer vil svække intensiteten af ​​ENSO temperaturcyklus, "siger Dr. Christian Wengel, første forfatter af undersøgelsen og tidligere postdoktorforsker ved ICCP, nu på Max Planck Institute of Meteorology i Hamborg i Tyskland.

Ved at spore varmebevægelsen i det koblede atmosfære/havsystem identificerede forskerne den største synder i sammenbruddet af ENSO -systemet:Fremtidige El Niño -begivenheder vil hurtigere miste varme til atmosfæren på grund af fordampning af vanddamp, som har en tendens til at afkøle havet. Ud over, den reducerede fremtidige temperaturforskel mellem det østlige og vestlige tropiske Stillehav vil også hæmme udviklingen af ​​ekstreme temperaturer under ENSO -cyklussen. Imidlertid, disse to faktorer opvejes delvist af en forventet fremtidig svækkelse af tropiske ustabilitetsbølger. Normalt disse oceaniske bølger, som kan omfatte op til 30% af jordens hele omkreds, udvikle sig under La Niña -forhold. De erstatter koldere ækvatorialvand med varmere off-ækvatorialt vand, derved fremskynde nedgangen af ​​en La Niña -begivenhed. De nye computersimuleringer, som løser den detaljerede struktur af disse bølger, demonstrere, at den tilhørende negative feedback for ENSO vil svækkes i fremtiden.

"Der er en tovtrækning mellem positive og negative feedbacks i ENSO-systemet, som vælter over på den negative side i et varmere klima. Det betyder, at fremtidige El Niño- og La Niña -begivenheder ikke længere kan udvikle deres fulde amplitude, "siger prof. Malte Stuecker, medforfatter af undersøgelsen og nu adjunkt ved Institut for Oceanografi og International Pacific Research Center ved University of Hawaii i Mānoa.

Selvom udsvingene fra år til år i de østlige ækvatoriale Stillehavstemperaturer sandsynligvis vil svækkes med menneskeskabt varme ifølge denne nye undersøgelse, de tilsvarende ændringer i ekstreme nedbørsmængder i forbindelse med El Niño og La Niña vil fortsætte med at stige på grund af en intensiveret hydrologisk cyklus i et varmere klima, som vist i nylige undersøgelser af forskere fra ICCP og deres internationale samarbejdspartnere.

"Vores forskning dokumenterer, at uformindsket opvarmning sandsynligvis vil dæmpe verdens mest kraftfulde naturlige klimasving, der har været i drift i tusinder af år. Vi kender endnu ikke de økologiske konsekvenser af denne potentielle ikke-analoge situation, "siger Axel Timmermann." Men vi er ivrige efter at finde ud af det. "