Forståelse af vind og vand ved ækvator er nøglen til mere nøjagtige fremtidige klimafremskrivninger:Undersøgelse

At få klimamodeller til at efterligne realtidsobservationer, når det kommer til opvarmning, er kritisk - små uoverensstemmelser kan føre til misforståelser om hastigheden af ​​den globale opvarmning, når klimaet ændrer sig. En ny undersøgelse fra North Carolina State University og Duke University viser, at når man modellerer opvarmningstendenser i Stillehavet, mangler der stadig en brik til modelleringspuslespillet:vindens effekt på havstrømme i det ækvatoriale Stillehav.

Resultaterne er publiceret i tidsskriftet Nature Communications .

"Stillehavet kan fungere som en termostat for det globale klima," siger Sarah Larson, assisterende professor i hav-, jord- og atmosfæriske videnskaber ved NC State og medforfatter af undersøgelsen. "Hvis Stillehavet opvarmes hurtigt, kan det for eksempel accelerere opvarmningen globalt. På samme måde, hvis det opvarmes i et langsommere tempo, kan dette bremse vores globale opvarmningshastighed."

I løbet af de sidste adskillige årtier har forskere bemærket et kompliceret opvarmningsmønster i det tropiske Stillehav, hvor det østlige og vestlige Stillehavs farvande opvarmes, mens en let kølende effekt blev set i det centrale Stillehav tæt på ækvator. Da videnskabsmænd forsøgte at modellere dette opvarmningsmønster ved at føre historiske data ind i modellerne, fandt de ud af, at nuværende modeller ikke kunne gengive det observerede mønster.

"Disse modeller simulerer atmosfæren og havets reaktion på det, vi kalder 'ekstern forcering', som er ting som drivhusgasser og aerosoler i atmosfæren," siger Larson. "Men vi mener, at modeller ikke nøjagtigt simulerer det tropiske Stillehavs reaktion.

"Vi forsøger at finde ud af, hvilke fysiske processer i modellerne, vi kan tilskrive denne uoverensstemmelse, så vi kiggede på vind," siger Larson. "Hvis vinden er vigtig for havstrømmene, og havstrømmene flytter varme rundt, så kan vi få den vinddrevne del af opvarmningen forkert i modellerne."

Forskerne kørte to forskellige modeller, der omfattede den samme tidsperiode - en, hvor vinden ændrede sig som reaktion på ydre forcering, og en "afkoblet" model, hvor vindene replikerede dem før den industrielle revolution og ikke ændrede sig som reaktion på forcering. .

I modellen, hvor vinden ændrede sig, fulgte opvarmningstendenserne de observerede, bortset fra afkølingen langs ækvator. I den afkoblede model optrådte disse mønstre ikke.

"Vi fjernede vindændringer fra den afkoblede model for bedre at forstå dens virkninger på, hvordan det tropiske stillehavsklima udviklede sig," siger Larson.

"Lad os tage Galápagos-øerne i det østlige Stillehav som et eksempel," siger Shineng Hu, assisterende professor i jord- og klimavidenskab ved Duke University og studiemedforfatter. "Havvandet nord for ækvator er varmere end ækvatorvandet der. Vi fandt ud af, at den menneskeskabte opvarmning udløste vestenvinde nord for Galápagos-øerne, som igen transporterede det varme vand nedenunder sydpå. Det var det, vi Think fungerer som en nøgleproces, hvorigennem vinde påvirker det tropiske Stillehavsopvarmningsmønster."

"Det, dette fortæller os, er, at hvordan vindene reagerer på menneskeskabt påvirkning som drivhusgasser er utrolig vigtig for at bestemme, hvor hurtigt det tropiske Stillehav opvarmes, og indtil videre ændrer vinden sig på måder, som modellerne ikke havde forudset," siger Larson . "Vi ved, at vind er nøglen, men denne konstatering peger på et presserende behov for bedre at simulere ækvatoriale oceaniske processer og termiske strukturer for at skabe mere nøjagtige modeller."

Shuo Fu, en kandidatstuderende, der besøger Hu's laboratorium på Duke fra Ocean University of China, er undersøgelsens første forfatter. Xiao-Tong Zheng fra Ocean University of China, Yiqun Tian fra Duke og Kay McMonigal fra NC State bidrog også til arbejdet.

Flere oplysninger: Shuo Fu et al., Historiske ændringer i vinddrevet havcirkulationsmønster for opvarmning af Stillehavet, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-45677-2

Leveret af North Carolina State University