Het is van cruciaal belang dat klimaatmodellen realtime observaties nabootsen als het gaat om de opwarming. Kleine verschillen kunnen leiden tot misverstanden over de snelheid van de opwarming van de aarde als het klimaat verandert. Uit een nieuwe studie van North Carolina State University en Duke University blijkt dat er bij het modelleren van opwarmingstrends in de Stille Oceaan nog steeds een stukje ontbreekt in de modelleringspuzzel:het effect van wind op oceaanstromingen in de equatoriale Stille Oceaan.

De bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications .

"De Stille Oceaan kan fungeren als een thermostaat voor het mondiale klimaat", zegt Sarah Larson, universitair docent mariene, aard- en atmosferische wetenschappen bij NC State en co-auteur van het onderzoek. "Als de Stille Oceaan bijvoorbeeld snel opwarmt, kan dit de opwarming van de aarde versnellen. Als de Stille Oceaan langzamer opwarmt, kan dit ook het tempo van de opwarming van de aarde vertragen."

De afgelopen decennia hebben wetenschappers een ingewikkeld opwarmingspatroon opgemerkt in de tropische Stille Oceaan, waarbij de wateren in het oostelijke en westelijke deel van de Stille Oceaan opwarmen, terwijl er een licht afkoelend effect werd waargenomen in de centrale Stille Oceaan, dicht bij de evenaar. Toen wetenschappers dit opwarmingspatroon probeerden te modelleren door historische gegevens in de modellen in te voeren, ontdekten ze dat de huidige modellen het waargenomen patroon niet konden reproduceren.

"Deze modellen simuleren de atmosfeer en de reactie van de oceaan op wat wij 'externe forcering' noemen, zoals broeikasgassen en aerosolen in de atmosfeer", zegt Larson. "Wij denken echter dat modellen de reactie van de tropische Stille Oceaan niet nauwkeurig kunnen simuleren.

"We proberen erachter te komen aan welke fysieke processen in de modellen we deze discrepantie kunnen toeschrijven, dus keken we naar wind", zegt Larson. "Als wind belangrijk is voor oceaanstromingen en oceaanstromingen warmte verplaatsen, dan zouden we het door de wind aangedreven deel van de opwarming verkeerd kunnen weergeven in de modellen."

De onderzoekers hanteerden twee verschillende modellen die dezelfde periode bestreken:één waarin de wind veranderde als reactie op krachten van buitenaf, en één 'ontkoppeld' model, waarin de wind de wind van vóór de industriële revolutie repliceerde en niet veranderde als reactie op kracht. .

In het model waarin de wind veranderde, volgden de opwarmingstrends de waargenomen trends, afgezien van de afkoeling langs de evenaar. In het ontkoppelde model kwamen deze patronen niet voor.

"We hebben windveranderingen uit het ontkoppelde model verwijderd om de effecten ervan op de evolutie van het tropische Pacifische klimaat beter te begrijpen", zegt Larson.

"Laten we de Galápagos-eilanden in de oostelijke Stille Oceaan als voorbeeld nemen", zegt Shineng Hu, assistent-professor aard- en klimaatwetenschappen aan de Duke University en co-auteur van het onderzoek. ‘Het oceaanwater ten noorden van de evenaar is warmer dan het equatoriale water daar. We ontdekten dat de door de mens veroorzaakte opwarming westelijke winden veroorzaakte ten noorden van de Galápagoseilanden, die op hun beurt het warme water eronder naar het zuiden transporteerden. Think fungeert als een sleutelproces waardoor winden het opwarmingspatroon van de tropische Stille Oceaan beïnvloeden."

‘Wat dit ons vertelt is dat de manier waarop de wind reageert op door de mens veroorzaakte krachten zoals broeikasgassen ongelooflijk belangrijk is om te bepalen hoe snel de tropische Stille Oceaan opwarmt en tot nu toe veranderen de winden op manieren die de modellen niet hadden verwacht’, zegt Larson. . "We weten dat wind de sleutel is, maar deze bevinding wijst op een dringende behoefte om equatoriale oceanische processen en thermische structuren beter te simuleren om nauwkeurigere modellen te creëren."

Shuo Fu, een afgestudeerde student die Hu's laboratorium aan Duke bezoekt van de Ocean University of China, is de eerste auteur van het onderzoek. Xiao-Tong Zheng van Ocean University of China, Yiqun Tian van Duke en Kay McMonigal van NC State hebben ook bijgedragen aan het werk.

Meer informatie: Shuo Fu et al., Historische veranderingen in de door de wind aangedreven oceaancirculatie bepalen het patroon van de opwarming van de Stille Oceaan, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-45677-2

Aangeboden door North Carolina State University