Wetenschap
Atmosferische televerbindingen ondersteunen warme klodders in de noordoostelijke Stille Oceaan
De afgelopen tien jaar hebben zich in de noordoostelijke Stille Oceaan een reeks ‘warme klodders’ voorgedaan. Deze mariene hittegolven veroorzaken wijdverbreide schade aan ecosystemen en het zeeleven in het gebied, maar de mechanismen waardoor ze zich ontwikkelen en in stand worden gehouden zijn nog steeds onzeker. Nu heeft een onderzoeksgroep ontdekt dat ze worden veroorzaakt door klimaat-‘televerbindingen’ van golftreinen die hun oorsprong vinden in de Middellandse Zee en de Noord-Atlantische regio.
De eerste warme plek die in de noordoostelijke Stille Oceaan werd ontdekt, was de 'Blob'-gebeurtenis van 2013-2016, gevolgd door een nieuwe warme vlek in 2019-2020.
De Blob strekte zich uit van de kust van Alaska tot de Baja-regio van Californië, met zeewatertemperaturen die maar liefst 6°C boven normaal lagen. Vitale visbestanden zoals rode zalm en kabeljauw uit de Stille Oceaan werden getroffen, en de gebeurtenis zorgde voor geografische verschuivingen van een aantal soorten, waaronder fytoplankton, maar ook voor de sluiting van belangrijke visserijtakken en massale strandingen van zeezoogdieren en zeevogels. Maar sommige soorten namen in aantal toe, zoals pyrosomen, bioluminescente kolonies van millimetergrote individuen en gewoonlijk 'zee-augurken' genoemd, die werden aangetrokken door het warme water.
Door de opwarming van de aarde zullen deze hittegolven op zee naar verwachting frequenter, groter van omvang en langer van duur worden. Het fundamentele probleem is dat warmere wateren minder kooldioxide vasthouden en minder voedingsstoffen bieden voor de planten en dieren die daar voorkomen.
De Blob van 2013 werd voortgebracht door een langdurige hogedrukrug die zich in de herfst van dat jaar boven de Golf van Alaska vormde. Hoewel sommige details onzeker zijn, is het bekend dat deze hogedruksystemen de warme klodders in stand hielden en tegelijkertijd tijdens de koudere seizoenen abnormale koude temperaturen boven Noord-Amerika veroorzaakten.
Eerdere studies hebben deze hogedrukrug in verband gebracht met televerbindingen als gevolg van afwijkingen in de temperatuur van het tropische zeeoppervlak, maar het was onduidelijk of dergelijke televerbindingen vanuit de extratropische regio (de middelste breedtegraden) ook zouden kunnen bijdragen aan de rug.
De groep, geleid door professor Jian Shi van de Ocean University of China en bestaande uit wetenschappers van vier verschillende continenten, keek naar 13 warme kloddergebeurtenissen in de noordoostelijke Stille Oceaan die hun hoogtepunt bereikten van november tot maart. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications .
Door details van de atmosferische patronen die zich in de maanden vóór het begin van de klodders in de regio ontwikkelden nauwkeurig te onderzoeken, ontdekten ze dat negen van de dertien warme blob-gebeurtenissen plaatsvonden tijdens de positieve fase van de Noord-Atlantische Oscillatie (NAO), een weerpatroon over de hele wereld. Noord-Atlantische Oceaan, bestaande uit drukschommelingen tussen een gebied bij IJsland en een gebied bij de Azoren voor de kust van Portugal.
Ze merkten ook op dat Rossby-golven, ook wel planetaire golven genoemd, bijdroegen aan de klodders in het noordoosten van de Stille Oceaan. Rossby-golven zijn traagheidsgolven die worden veroorzaakt door een herstellende kracht, de Coriolis-kracht. Dergelijke golven, waargenomen in vloeistoffen (zowel water als planetaire atmosferen), reizen van oost naar west over de planeet, en doen er vaak jaren over als ze zich ver van de evenaar bevinden.
Via een lange keten van causale redeneringen bleek dat golftreinen uit de Middellandse Zee en de noordelijke Atlantische regio bijdragen aan de vorming van klodders in het noordoosten van de Stille Oceaan.
Een dergelijke golftreindynamiek is een potentiële bron voor het voorspellen van de afwijkende bergkam en de daarmee samenhangende warme klodders, en de resulterende klodders in het koude seizoen elders. Maar de groep waarschuwt dat dit mechanisme, dat prominent aanwezig is in november, mogelijk niet van toepassing is op andere wintermaanden, omdat de achtergrondtoestanden (buiten de noordoostelijke Stille Oceaan) een cruciale rol spelen bij het genereren en begeleiden van Rossby-golven, en zo de totstandkoming van televerbindingen beïnvloeden. patronen.
Fysiek worden deze planetaire golftreinen veroorzaakt door toegenomen regenval en latente warmteafgifte boven de Middellandse Zee, en gaan ze gepaard met verminderde regenval boven de Noord-Atlantische Oceaan. Dit scenario kan golfenergie naar de noordoostelijke Stille Oceaan transporteren, geleid door de westelijke straalstroom, en daar de abnormale drukrug veroorzaken.
Tien van de dertien warme kloddergebeurtenissen, ongeveer 77%, kwamen overeen met meer dan normale regenval boven het Middellandse Zeegebied. Variaties in die regio zouden een belangrijke rol kunnen spelen bij het in stand houden van de Rossby-golftrein en daarmee de afwijkende bergkam boven de noordoostelijke Stille Oceaan.
Om de drijvende kracht van de mediterrane en Noord-Atlantische regio's bij het opwekken van de golftreinen en de afwijkende bergkam boven de noordoostelijke Stille Oceaan te bevestigen, voerde het team atmosferische modelexperimenten uit met behulp van versie 5.0 van het Community Atmosphere Model; (CAM5).
Hun resultaten toonden aan dat wanneer afwijkingen in de temperatuur van het zeeoppervlak bovenop de klimatologie in de noordoostelijke Atlantische Oceaan worden gelegd, de abnormale hogedrukruggen een sterke associatie hebben.
Dergelijke extratropische televerbindingen bieden potentiële voorspelbaarheid voor warme klodders in de noordoostelijke Stille Oceaan en temperatuurschommelingen boven Noord-Amerika. Aan het eerste kunnen wetenschappers en beleidsmakers niet veel doen, maar weten wat er in regio's op het land gaat gebeuren, kan helpen bij de voorbereiding op de brandstofbehoefte, het sneeuwruimen, hulp aan armen en daklozen, en zelfs of regionale bewoners speciale banden nodig hebben op hun wintervoertuigen of extra isolatie in huizen.