Een betrouwbare projectie van extreme El Niño-frequentieveranderingen in een toekomstig warmer klimaat is van cruciaal belang voor het beheer van sociaaleconomische activiteiten en de menselijke gezondheid, strategische beleidsbeslissingen, milieu- en ecosysteembeheer, en rampenbestrijding in vele delen van de wereld. Helaas, al lang bestaande gemeenschappelijke vooroordelen in CMIP5-modellen, ondanks enorme inspanningen voor de ontwikkeling van numerieke modellen in de afgelopen decennia, maken het moeilijk om een ​​betrouwbare projectie van de extreme El Niño-frequentieverandering in de toekomst te bereiken. Hoewel er steeds meer aandacht is besteed aan het inschatten van mogelijke effecten van de vooroordelen van modellen, het is nog niet helemaal duidelijk of en hoeveel de gemeenschappelijke vooroordelen van modellen de projectie van de extreme El Niño-frequentieverandering in de komende decennia zouden beïnvloeden. Dit is een dringende vraag die moet worden opgelost.

Volgens de originele projectie van CMIP5-modellen, de extreme El Niño, gedefinieerd door Niño3 convectie, in de toekomst twee keer zou toenemen. Echter, Prof. Luo en zijn onderzoeksteam vinden dat modellen die een honderdjarige oostelijke trend in de tropische Stille Oceaan in de 20e eeuw produceren, een zwakke toename of zelfs een afname van de extreme El Niño-frequentie in de 21e eeuw zouden voorspellen. Aangezien de honderdjarige oostelijke trend systematisch wordt onderschat in alle CMIP5-modellen in vergelijking met het historische record, een redelijke vraag is of deze algemene vertekening zou kunnen leiden tot een overschatte frequentie van de extreme El Niño-frequentieverandering in de oorspronkelijke projecties van de modellen (Figuur 1a).

Op basis van hun resultaten, de verandering in de frequentie van extreme El Niño, die werd gedefinieerd door de totale convectie in de oostelijke equatoriale Stille Oceaan (d.w.z. de som van de gemiddelde toestand en anomaliewaarde van de verticale snelheid in het Nino3-gebied), wordt meestal bepaald door de verandering in de gemiddelde toestand van de Nino3-convectie (Figuur 1b). In aanvulling, verandering in de gemiddelde convectie in de Nino3-regio wordt sterk gecontroleerd door de verandering in de oost-minus-west zee-oppervlaktetemperatuur (SST) gradiënt die de tropische Pacific Walker-circulatie bepaalt (Figuur 1c). Daarom, de verandering in de extreme El Niño-frequentie gedefinieerd door de totale convectie in de Nino3-regio komt neer op de verandering in de tropische oost-min-west SST-gradiënt in de Stille Oceaan (d.w.z. 'El Niño-achtige' of 'La Niña-achtige' verandering).

Door systematische effecten te identificeren van 13 veelvoorkomende vooroordelen van CMIP5-modellen bij het simuleren van het tropische klimaat in de afgelopen eeuw, ze vinden dat de verandering in de tropische oost-min-west SST-gradiënt in de toekomst aanzienlijk overschat was in de oorspronkelijke projectie. In schril contrast met de oorspronkelijke El Niño-achtige SST-opwarming in de toekomst, geprojecteerd door de CMIP5-modellen, de Pacific SST-verandering, na het verwijderen van de systematische effecten van de 13 gemeenschappelijke vooroordelen van de modellen, shows that the strongest SST warming would occur in the tropical western Pacific rather than in the east (i.e., a La Niña-like SST warming change), coupled with stronger trade winds across the Pacific and suppressed convection in the eastern Pacific.

Zoals hierboven vermeld, change in the frequency of the so-defined extreme El Niño would be determined by the change in the Pacific mean-states. Daarom, by carefully removing the impacts of the models' common biases on the mean-state changes, Luo and colleagues find that the extreme El Niño frequency would remain almost unchanged in the future.

Samengevat, this finding highlights that the impacts of models' common biases could be great enough to reverse the original projection of the change in the tropical Pacific climate mean-states, which would largely affect the projection of the extreme El Niño frequency change in the future. Thus, it sheds a new light on the importance of model bias-correction in order to gain a reliable projection of future climate change. Belangrijker, this finding suggests that much more efforts should be put to improve climate models and reduce major systematic biases in coming years/decades.