En ny undersøgelse ledet af forskere fra University of Hawai'i ved Manoa, offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications i denne uge, afslørede, at korrekt simulering af havstrømsvariationer hundreder af fod under havoverfladen - den såkaldte Pacific Equatorial Undercurrent - under El Niño-begivenheder er nøglen til at reducere usikkerheden i forudsigelser om fremtidig opvarmning i det østlige tropiske Stillehav.
Passatvinde og temperaturerne i det tropiske Stillehav oplever store ændringer fra år til år på grund af El Niño-Southern Oscillation (ENSO), der påvirker vejrmønstre over hele kloden. For eksempel, hvis det tropiske Stillehav er varmere og passatvinden er svagere end norm alt - en El Niño-begivenhed - opstår der typisk oversvømmelser i Californien, og monsunfejl i Indien og Østasien er til skade for den lokale risproduktion. I modsætning hertil vender de globale vejrmønstre under en La Niña med køligere temperaturer og stærkere passatvinde i det tropiske Stillehav. Disse naturlige klimaudsving påvirker økosystemer, fiskeri, landbrug og mange andre aspekter af det menneskelige samfund.
Computermodeller, der bruges til at fremskrive fremtidigt klima, forudsiger korrekt global opvarmning på grund af stigende drivhusgasemissioner samt kortsigtede naturlige klimavariationer fra år til år forbundet med El Niño og La Niña.
"Der er dog en vis modelforskel med hensyn til, hvor meget det tropiske Stillehav vil varme," sagde M alte Stuecker, medforfatter og assisterende professor ved Institut for Oceanografi og International Pacific Research Center ved UH Manoa."De største forskelle ses i den østlige del af det tropiske Stillehav, en region, der er hjemsted for følsomme økosystemer som Galapagos-øerne. Hvor meget det østlige tropiske Stillehav opvarmes i fremtiden vil ikke kun påvirke fisk og dyreliv lok alt, men også fremtiden vejrmønstre i andre dele af verden."
Forskere har arbejdet i årtier på at reducere de vedvarende modelusikkerheder i tropiske stillehavsopvarmningsprognoser.
Mange klimamodeller simulerer El Niño- og La Niña-begivenheder af samme intensitet. I naturen har opvarmningen i forbindelse med El Niño-begivenheder dog en tendens til at være stærkere end afkølingen forbundet med La Niña. Med andre ord, mens El Niño og La Niña i de fleste modeller er symmetriske, er de asymmetriske af natur.
I denne nye undersøgelse analyserede forskerne observationsdata og adskillige klimamodelsimuleringer og fandt ud af, at når modellerne simulerer underjordiske havstrømsvariationer mere nøjagtigt, øges den simulerede asymmetri mellem El Niño og La Niña - og bliver mere som hvad 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 i fremtidige klimafremskrivninger," sagde den tilsvarende hovedforfatter Michiya Hayashi, en forskningsmedarbejder ved National Institute for Environmental Studies, Japan, og en tidligere postdoc-forsker ved UH Manoa støttet af Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) Overseas Research Fellowships. "Kun en tredjedel af alle klimamodeller kan reproducere styrken af undergrundsstrømmen og tilhørende havtemperaturvariationer realistisk."
"Bemærkelsesværdigt nok ser vi i disse modeller et meget tæt forhold mellem ændringen af fremtidige El Niño- og La Niña-intensiteter og det forventede tropiske opvarmningsmønster på grund af drivhusopvarmning," bemærkede Stuecker.
Det vil sige, at modellerne i gruppen, der simulerer en fremtidig stigning i El Niño- og La Niña-intensiteten, viser også en forbedret opvarmningstendens i det østlige tropiske Stillehav på grund af drivhusopvarmning. I modsætning hertil viser modellerne, der simulerer et fremtidigt fald i El Niño- og La Niña-intensiteten, mindre drivhusgas-induceret 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 tot alt i de to tredjedele af klimamodeller, der ikke kan simulere underjordiske havstrømsvariationer korrekt.
"Korrekt simulering af El Niño og La Niña er afgørende for at fremskrive klimaændringer i troperne og videre. Der skal udføres mere forskning for at reducere skævhederne i samspillet mellem vind og hav, så klimamodeller kan generere El Niño - La Niña asymmetri realistisk," tilføjede Fei-Fei Jin, medforfatter og professor i Institut for Atmosfæriske Videnskaber ved UH Manoa.
"Den høje usikkerhed i intensitetsændringen af El Niño og La Niña som reaktion på drivhusopvarmning er et andet tilbageværende problem," sagde Stuecker."En bedre forståelse af Jordens naturlige klimaudsving såsom El Niño og La Niña vil resultere i at reducere usikkerheden i fremtidige klimaændringer i troperne og videre."
