In december 2018, voorspellers kondigden een grote kans aan dat deze winter El Niño zal brengen, die optreedt wanneer ongewoon warme Pacifische wateren veranderingen in weerpatronen over de hele wereld veroorzaken. Het fenomeen veroorzaakt voorspelbare temperatuurschommelingen, wind en regen, en kan een belangrijke indicator zijn voor gewasopbrengsten. Maar wat weten we echt over El Niño buiten de huidige tijd? Hoeveel van de variabiliteit is natuurlijk versus beïnvloed door mensen?

Het bestuderen van weerpatronen in de loop van de tijd is de eerste stap om de huidige gebeurtenissen te begrijpen en hoe ze kunnen reageren in een opwarmende wereld. Om veranderingen in het klimaatsysteem beter te kunnen toeschrijven en erop te anticiperen, Stanford-onderzoekers hebben de recente geschiedenis van El Niño bekeken, het gebruik van gegevens die zijn vastgelegd in koraalriffen om gebeurtenissen uit het verleden te reconstrueren. In een zo'n onderzoek wetenschappers van Stanford's School of Earth, Energy &Environmental Sciences (Stanford Earth) analyseerde stabiele isotopengegevens van een 492 jaar lange kern genomen van een enkel Porites-koraal - de langste koraalkern die ooit is verzameld. De kern, teruggevonden in de buurt van Ta'u in Amerikaans Samoa in de Stille Zuidzee, geeft informatie over veranderingen in de geografische omvang en intensiteit van El Niño- en La Niña-evenementen in de loop van de tijd.

Stanford Earth sprak met hoofdauteur Neil Tangri, een afgestudeerde student bij professor in de aardsysteemwetenschap Rob Dunbar, over de implicaties van wat ze leerden door in die kern door de geschiedenis te turen.

Wat zijn de elementen van El Niño en La Niña en hoe beïnvloeden ze ons?

El Niño is een fenomeen dat ongeveer elke twee tot acht jaar optreedt wanneer de wateren van de westelijke Stille Oceaan naar het oosten over de equatoriale Stille Oceaan bewegen, het creëren van abnormaal warme temperatuurafwijkingen van het zeeoppervlak in de oostelijke tropische Stille Oceaan. Terwijl ze bewegen, ze brengen een gebied met opstijgende warme lucht met zich mee dat gepaard gaat met hevige regen. Dit heeft domino-effecten op de wereldwijde atmosferische circulatie die vervolgens droogte veroorzaken in Australië en Indonesië, nat weer langs de westkust van Amerika, verminderde Atlantische orkaanvorming en meer. La Niña ziet het warme zwembad en de bijbehorende verschijnselen verder naar het westen trekken en is meestal minder dramatisch dan El Niño.

Niet alle El Niño-evenementen zijn hetzelfde, echter. Het ruimtelijke patroon van El Niño is belangrijk vanwege de invloed die het heeft op verschillende regio's over de hele wereld. Bijvoorbeeld, Het falen van de Indiase moesson wordt geassocieerd met El Niño-evenementen in de centrale Stille Oceaan, terwijl natte winters in Californië meer worden veroorzaakt door El Niño in de oostelijke Stille Oceaan.

Wat was verrassend aan je bevindingen?

Het Ta'u-koraal onthulde een paar verrassingen. Een daarvan is dat de "voetafdruk" van El Niño-gebeurtenissen in de 20e eeuw is gekrompen. Met andere woorden, de driehoekige wig van de Stille Oceaan die warmer wordt wanneer een El Niño plaatsvindt, is gekrompen in de richting van de evenaar en de kust van Zuid-Amerika. Het is moeilijk om te weten of deze krimp in oppervlakte verband houdt met intensiteit of frequentie. Verder terug in de tijd, het Ta'u-koraal registreerde grote schommelingen in El Niño-activiteit, maar het is moeilijk te zeggen of dat komt door grote veranderingen in El Niño-intensiteit of omdat de voetafdruk kleiner en groter is geworden. Dit is basiswetenschap - het begrijpen van het bereik van natuurlijke en geforceerde variabiliteit van het systeem - en het verbetert ons begrip van het wereldwijde klimaatsysteem.

Waarom is het belangrijk om deze vanuit historisch perspectief te begrijpen?

Omdat El Niño – en in mindere mate La Niña – gepaard gaat met veel extreme weersverschijnselen, het is belangrijk om te weten hoe ze zullen veranderen onder de opwarming van de aarde. Zal El Niño meer of minder frequent worden, meer of minder intens of verandering in het ruimtelijke patroon? Er zijn goede fysieke redenen om een ​​van deze uitkomsten te ondersteunen en we weten niet welke kant de krachtsverhoudingen op zullen gaan. Door in het recente verleden te kijken, we kunnen het bereik van natuurlijke variabiliteit van El Niño beter begrijpen en een idee krijgen van hoe het heeft gereageerd op kleine veranderingen in het klimaatsysteem, zoals veranderende niveaus van CO2 in de atmosfeer.

Koralen zijn natuurlijke registreerders van omgevingsvariabelen, zoals de temperatuur van het zeeoppervlak, die worden getroffen door El Niño. Lange records stellen ons in staat om beter te begrijpen hoe El Niño in het verleden is veranderd en hoe het in het heden verandert.

Hoe kan koraal ons vertellen over eerdere weerpatronen?

Als koralen groeien, ze leggen een calciumcarbonaat exoskelet neer in jaarlijkse lagen. Door de lagen van het heden af ​​te tellen, we kunnen de nauwkeurigheid op maandniveau krijgen van de datum waarop het exoskelet werd gedeponeerd. Vervolgens analyseren we de chemische eigenschappen van dit exoskelet om de temperatuur en het zoutgehalte van het zeeoppervlak te reconstrueren op het moment dat het koraal groeide.

In de meeste tropen, instrumentele temperatuurgegevens gaan op zijn vroegst terug tot de Tweede Wereldoorlog, en instrumentele saliniteitsgegevens gaan terug tot de jaren tachtig. Dus een meerjarige maandresolutierecord van die variabelen vertelt ons veel over hoe de oceaan zich heeft gedragen.