De impact van variaties in de temperatuur van het zeeoppervlak in de tropische Stille Oceaan op het mondiale klimaat is al lang erkend. Bijvoorbeeld, de episodische opwarming van de tropische Stille Oceaan tijdens El Niño-gebeurtenissen veroorzaakt smelten van zee-ijs in verreikende delen van de Zuidelijke Oceaan via het effect op de wereldwijde atmosferische circulatie. Een nieuwe studie, deze week gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang door een internationaal team, laat zien dat er ook een omgekeerde weg bestaat.

Met behulp van een hiërarchie van simulaties van klimaatmodellen, de auteurs demonstreren de fysieke paden waarlangs polaire klimaatvariaties de passaatwinden in de tropen kunnen beïnvloeden.

"Klimaatsignalen kunnen zich voortplanten van de poolgebieden naar de tropen, hetzij via de atmosfeer of de oceaan, " legde Malte Stuecker uit, co-auteur en assistent-professor bij de afdeling Oceanografie en het International Pacific Research Center aan de Universiteit van Hawaï in Mānoa. "Onze klimaatmodelsimulaties zijn ontworpen om de relatieve rol van deze paden te onderzoeken en of hun belang verschilt voor verstoringen afkomstig van de Noordpool of de Zuidpool."

De auteurs ontdekten dat in de meest complexe modelsimulaties, waaronder realistische voorstellingen van de oceaan, atmosfeer, land, en zee-ijs, een abnormale afkoeling in beide halfronden leidt tot een versterking van de tropische passaatwinden.

Hoofdauteur Sarah Kang van het Ulsan National Institute of Science and Technology in Zuid-Korea legde de redenering achter deze experimenten uit:"Een van de grootste bronnen van onzekerheid in de huidige generatie klimaatmodellen zijn vooroordelen in de weergave van wolken boven de koude Zuidelijke Oceaan We wilden onderzoeken welk effect te veel reflectie van zonnestraling door deze wolken naar de ruimte zou kunnen hebben op het mondiale klimaat. grote uitstoot van aerosolen aan het einde van de 20e eeuw als gevolg van industriële activiteit op het noordelijk halfrond vanuit Noord-Amerika, Europa, en Azië resulteerde in een lichte, tijdelijke vermindering van de opwarming van de aarde als gevolg van de toenemende uitstoot van broeikasgassen."

Volgens de resultaten van de auteurs, beide effecten kunnen mogelijk verklaren waarom de passaatwinden in de Stille Oceaan de afgelopen decennia abnormaal sterk waren.

"Als de communicatie tussen de polen en de tropen alleen via de atmosfeer zou verlopen, we zouden een heel duidelijke reactie zien in de tropen, afhankelijk van of er een abnormale afkoeling ontstaat uit het Noordpoolgebied of het Antarctische water, " voegde Stuecker toe. "Dit komt omdat de Intertropische Convergentiezone - de grootste regenband op aarde - zich ten noorden van de evenaar bevindt. Het blokkeert effectief een communicatie van het noordpoolgebied naar de evenaar via de atmosfeer."

Contrasterende experimenten met en zonder een realistische oceaanrepresentatie, de auteurs laten zien dat verbeterde opwelling van koud ondergronds water in de oostelijke tropische Stille Oceaan in staat is om de Arctische afkoeling naar de tropen te communiceren en daardoor de passaatwinden te versterken.

Een belangrijke implicatie van de resultaten is dat het verminderen van de onzekerheid in het gesimuleerde extratropische klimaat ook kan leiden tot een betere simulatie van het klimaat in de tropen. De door de auteurs ontwikkelde modelhiërarchie kan worden gebruikt om tweerichtingsinteracties tussen de tropen en de poolgebieden verder te onderzoeken, zowel voor toekomstige klimaatprojecties als voor het interpreteren van reconstructies van klimaattoestanden in het geologische verleden.