Een nieuwe studie onder leiding van de Universiteit van Hawai'i bij Mānoa-onderzoekers, gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie deze week, onthulde dat het correct simuleren van oceaanstroomvariaties honderden meters onder het oceaanoppervlak - de zogenaamde Pacific Equatoriale Onderstroom - tijdens El Niño-gebeurtenissen de sleutel is om de onzekerheid van voorspellingen van toekomstige opwarming in de oostelijke tropische Stille Oceaan te verminderen.

Passaatwinden en de temperaturen in de tropische Stille Oceaan ondergaan van jaar tot jaar grote veranderingen als gevolg van de El Niño-Southern Oscillation (ENSO), weerpatronen over de hele wereld beïnvloeden. Bijvoorbeeld, als de tropische Stille Oceaan warmer is en de passaatwinden zwakker zijn dan normaal - een El Niño-gebeurtenis - treden er meestal overstromingen in Californië op en zijn moessonstoringen in India en Oost-Azië schadelijk voor de lokale rijstproductie. In tegenstelling tot, tijdens een La Niña keren de wereldwijde weerpatronen om met koelere temperaturen en sterkere passaatwinden in de tropische Stille Oceaan. Deze natuurlijke klimaatschommelingen beïnvloeden ecosystemen, visserij, landbouw, en vele andere aspecten van de menselijke samenleving.

Computermodellen die worden gebruikt voor het voorspellen van het toekomstige klimaat, voorspellen correct de opwarming van de aarde als gevolg van de toenemende uitstoot van broeikasgassen en de natuurlijke klimaatvariaties op korte termijn van jaar tot jaar in verband met El Niño en La Niña.

"Er is, echter, een modelverschil over hoeveel de tropische Stille Oceaan zal opwarmen, " zei Malte Stuecker, co-auteur en assistent-professor bij de afdeling Oceanografie en het International Pacific Research Center van UH Mānoa. "De grootste verschillen zijn te zien in het oostelijke deel van de tropische Stille Oceaan, een regio met gevoelige ecosystemen zoals de Galapagos-eilanden. Hoeveel de oostelijke tropische Stille Oceaan in de toekomst opwarmt, zal niet alleen lokale gevolgen hebben voor vissen en dieren in het wild, maar ook voor toekomstige weerpatronen in andere delen van de wereld."

Onderzoekers werken al tientallen jaren aan het verminderen van de aanhoudende modelonzekerheden in projecties van de opwarming van de tropische Stille Oceaan.

Veel klimaatmodellen simuleren El Niño- en La Niña-gebeurtenissen van vergelijkbare intensiteit. In de natuur, echter, de opwarming die gepaard gaat met El Niño-gebeurtenissen is meestal sterker dan de afkoeling die gepaard gaat met La Niña. Met andere woorden, terwijl in de meeste modellen El Niño en La Niña symmetrisch zijn, ze zijn asymmetrisch van aard.

In deze nieuwe studie de wetenschappers analyseerden observatiegegevens en talloze simulaties van klimaatmodellen en ontdekten dat wanneer de modellen de ondergrondse oceaanstroomvariaties nauwkeuriger simuleren, de gesimuleerde asymmetrie tussen El Niño en La Niña neemt toe en gaat meer lijken op wat in de natuur te zien is.

"Het identificeren van de modellen die deze processen die verband houden met El Niño en La Niña correct in het huidige klimaat simuleren, kan ons helpen de onzekerheid van toekomstige klimaatprojecties te verminderen, " zei de corresponderende hoofdauteur Michiya Hayashi, een onderzoeksmedewerker bij het National Institute for Environmental Studies, Japan, en een voormalig postdoctoraal onderzoeker aan de UH Mānoa, ondersteund door de Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) Overseas Research Fellowships. "Slechts een derde van alle klimaatmodellen kan de sterkte van de ondergrondse stroom en de bijbehorende oceaantemperatuurvariaties realistisch reproduceren."

"Opmerkelijk, in deze modellen zien we een zeer nauwe relatie tussen de verandering van de toekomstige El Niño- en La Niña-intensiteit en het verwachte tropische opwarmingspatroon als gevolg van de opwarming van de aarde, ’ merkte Stuecker op.

Dat is, de modellen binnen de groep die een toekomstige toename van El Niño en La Niña-intensiteit simuleren, laten ook een versterkte opwarmingstrend zien in de oostelijke tropische Stille Oceaan als gevolg van de opwarming van de aarde. In tegenstelling tot, de modellen die een toekomstige afname van de intensiteit van El Niño en La Niña simuleren, laten minder door broeikasgassen veroorzaakte opwarming zien in het oostelijke deel van het stroomgebied. De aanwezigheid van die relatie geeft aan dat die modellen een mechanisme vastleggen waarvan bekend is dat het het klimaat beïnvloedt, wat betekent dat die modellen betrouwbaarder zijn. Deze relatie verdwijnt volledig in de tweederde van de klimaatmodellen die de ondergrondse oceaanstromingsvariaties niet correct kunnen simuleren.

"Het correct simuleren van El Niño en La Niña is cruciaal voor het projecteren van klimaatverandering in de tropen en daarbuiten. Er moet meer onderzoek worden gedaan om de vooroordelen in de interacties tussen wind en oceaan te verminderen, zodat klimaatmodellen El Niño-La Niña-asymmetrie realistisch kunnen genereren , " voegde Fei-Fei Jin toe, co-auteur en professor in de afdeling Atmosferische Wetenschappen van UH Mānoa.

"De grote onzekerheid in de intensiteitsverandering van El Niño en La Niña als reactie op de opwarming van de aarde is een ander probleem, "Zei Stuecker. "Een beter begrip van de natuurlijke klimaatschommelingen op aarde, zoals El Niño en La Niña, zal resulteren in het verminderen van de onzekerheid over toekomstige klimaatverandering in de tropen en daarbuiten."