Een nieuwe studie, deze week gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Klimaatverandering , toont aan dat de recente intensivering van het equatoriale Pacifische windsysteem, bekend als Walker Circulation, staat los van menselijke invloeden en kan worden verklaard door natuurlijke processen. Dit resultaat maakt een einde aan een langdurig debat over de aanjagers van een ongekende atmosferische trend, die hebben bijgedragen aan een drievoudige versnelling van de zeespiegelstijging in de westelijke tropische Stille Oceaan, evenals de onderbreking van de opwarming van de aarde.

Gedreven door het oost-west temperatuurverschil van het zeeoppervlak over de equatoriale Stille Oceaan, de Walker-circulatie is een van de belangrijkste kenmerken van de wereldwijde atmosferische circulatie. Het wordt gekenmerkt door een stijgende beweging over de westelijke Stille Oceaan en een dalende beweging in de oostelijke equatoriale Stille Oceaan. Aan de oppervlakte, passaatwinden waaien van oost naar west, waardoor opwelling van koud water langs de evenaar. Vanaf het begin van de jaren negentig tot ongeveer 2013 deze circulatie is dramatisch geïntensiveerd, het afkoelen van de oostelijke equatoriale Stille Oceaan en het veroorzaken van verschuivingen in wereldwijde winden en regenval (zie figuur 1). Deze omstandigheden droegen verder bij aan het drogen in Californië, verergering van mega-droogte en gevolgen voor de landbouw, waterbronnen en bosbranden. Gezien deze wijdverbreide effecten op ecosystemen en de samenleving, de recente Walker-circulatietrends zijn onderwerp van intensief onderzoek geworden.

In tegenstelling tot de waargenomen versterking, de meeste klimaatcomputermodellen simuleren een geleidelijke verzwakking van de Walker-circulatie wanneer deze wordt gedwongen door toenemende broeikasgasconcentraties (zie figuur 1). "De discrepantie tussen projecties van klimaatmodellen en waargenomen trends heeft geleid tot speculaties over de betrouwbaarheid van de huidige generatie klimaatmodellen en hun weergave van tropische klimaatprocessen, " zei Eui-Seok Chung, onderzoeker van het Centrum voor Klimaatfysica, Instituut voor Basiswetenschappen, Zuid-Korea, en hoofdauteur van de studie.

Om te bepalen of de waargenomen veranderingen in de tropische atmosferische circulatie te wijten zijn aan natuurlijke klimaatprocessen of veroorzaakt worden door door de mens veroorzaakte klimaatverandering, wetenschappers uit Zuid-Korea, de Verenigde Staten en Duitsland kwamen samen om een ​​van de meest uitgebreide big-data-analyses van recente atmosferische trends tot nu toe uit te voeren. "Met behulp van satellietgegevens, verbeterde oppervlaktewaarnemingen en een groot ensemble van simulaties van klimaatmodellen, onze resultaten tonen aan dat natuurlijke variabiliteit, in plaats van antropogene effecten, waren verantwoordelijk voor de recente versterking van de Walker-circulatie, " zei prof. Axel Timmermann, Directeur van het IBS Center for Climate Physics aan de Pusan ​​National University en co-auteur van deze studie.

In hun geïntegreerde analyse de onderzoekers ontdekten dat de door satellieten afgeleide versterking van de Walker-circulatie aanzienlijk zwakker is dan geïmpliceerd door andere oppervlakteobservaties die in eerdere studies werden gebruikt. "Het plaatsen van oppervlakteobservaties in context met de nieuwste satellietproducten was een belangrijk element van onze studie, " zei co-auteur Dr. Lei Shi van NOAA's National Centers for Environmental Information in de Verenigde Staten.

Analyse van 61 computermodelsimulaties gedwongen met toenemende broeikasgasconcentraties, de auteurs toonden aan dat hoewel de gemiddelde respons een verzwakking van de Walker-circulatie is, er zijn aanzienlijke verschillen tussen de individuele modelexperimenten, in het bijzonder als we kijken naar trends op de kortere termijn. "We ontdekten dat sommige modellen zelfs consistent zijn met de waargenomen veranderingen in de tropische Stille Oceaan, in stark contrast to other computer experiments that exhibit more persistent weakening of the Walker circulation during the observational period, " said co-author Dr. Viju John from EUMETSAT in Germany. The authors were able to tease apart what caused the spread in the computer model simulations.

Co-author Prof. Kyung-Ja Ha from the IBS Center for Climate Physics and Pusan National University says, "Natural climate variability, associated, bijvoorbeeld, with the El Niño-Southern Oscillation or the Interdecadal Pacific Oscillation can account for a large part of diversity in simulated tropical climate trends."

Prof. Brian Soden from the Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science, at the University of Miami, Verenigde Staten, zei, "The observed trends are not that unusual. In climate model simulations we can always find shorter-term periods of several decades that show similar trends to those inferred from the satellite data. However, in de meeste gevallen, and when considering the century-scale response to global warming, these trends reverse their sign eventually."

The study concludes that the observed strengthening of the Walker circulation from about 1990 to 2013 and its impact on western Pacific sea level, eastern Pacific cooling, and drought in the southwestern United States, was a naturally occurring phenomenon that does not stand in contrast to the notion of projected anthropogenic climate change. Given the high levels of natural decadal variability in the tropical Pacific, it would take at least two more decades to detect unequivocally the human imprint on the Pacific Walker Circulation (see Figure 1, rechter paneel).