Toppmoderna klimatmodeller förutsäger att till följd av klimatförändringar som orsakas av människor Stilla havets yta borde värmas upp - vissa delar mer, några mindre, men allt värmer ändå. Verkligen, de flesta regioner agerar som förväntat, med ett viktigt undantag:vad forskare kallar den ekvatoriala kalla tungan. Detta är en remsa av relativt kallt vatten som sträcker sig längs ekvatorn från Peru till västra Stilla havet, över en fjärdedel av jordens omkrets. Den produceras av ekvatoriella passatvindar som blåser från öst till väst, hopar upp varmt ytvatten i västra Stilla havet, och även trycka ytvatten bort från själva ekvatorn. Detta gör att kallare vatten kommer upp från djupet, skapar den kalla tungan.

Klimatmodeller för global uppvärmning - datoriserade simuleringar av vad olika delar av jorden förväntas göra som reaktion på stigande växthusgaser - säger att den ekvatoriella kalla tungan, tillsammans med andra regioner, borde ha börjat värma upp för decennier sedan, och borde fortfarande värma upp nu. Men den kalla tungan har förblivit envist kall.

Detta stör många forskare, eftersom den kalla tungan spelar en nyckelroll i det globala klimatet. Till exempel, det påverkar El Niño-södra oscillationen, en naturlig cyklisk förstärkning och försvagning av passatvindarna som orsakar kylning och uppvärmning av östra Stilla havet vartannat till sjunde år. ENSO är världens främsta vädermakare; beroende på vilken del av cykeln det är i, dess ekon i atmosfären kan ge kraftiga regn eller torka över stora delar av Amerika, östra Asien och östra Afrika. Om den kalla tungan värmer kommer sannolikt att påverka vädret i stora regioner. Resulterande förändringar kan påverka världens livsmedelsförsörjning och utbrott av farligt väder. Men våra förutsägelser om dessa förändringar vilar på klimatmodeller.

Richard Seager, klimatforskare vid Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory, har länge misstänkt att klimatmodeller får den kalla tungan fel. 1997, han och kollegor publicerade ett papper som tyder på att det inte hade värmts alls under 1900 -talet. Just då, de flesta forskare antog att alla skillnader mellan verkliga temperaturer och de som förutses av klimatmodeller berodde på naturlig variation. Vi borde bara vänta; så småningom skulle signalen om kall tunguppvärmning dyka upp. Nu, två decennier senare, med modernare satellitdata i handen, verkliga observationer viker allt mer uppenbart från modellerna. Det är dags att ompröva, säger Seager.

I en ny tidning i tidningen Naturens klimatförändringar , han och kollegor använder förenklade modeller som isolerar den grundläggande dynamiken i det tropiska Stilla havet. Dessa, de säger, överensstämma med den kalla tungans faktiska beteende - och visa att det överensstämmer med växande växthusgaser.

Vi har nyligen pratat med Seager om klimatmodeller, de invecklade funktionerna i Stillahavsklimatsystemet, och de bredare konsekvenserna för världen.

I allmänhet, hur väl överensstämmer klimatmodeller med verkliga observationer?

Missförhållandet mellan observerade förändringar i kall tungtemperatur under de senaste decennierna och modellerna är ganska slående. Det finns många simuleringar med flera modeller från forskargrupper över hela världen. Även om dessa modeller alla tvingas av samma historia av växthusgaser, vulkaner, solstrålning och andra krafter, de genererar sin egen interna variation. Därför skapar de en rad uppskattningar av klimathistoria. För förändringar i kalltungstemperatur, de observerade förändringarna är längst kallt eller utanför modellintervallet. Den genomsnittliga eller mediana modellen säger att den kalla tungan borde ha värmts med 0,8 grader C eller mer under de senaste sex decennierna, men det verkliga värdet är bara 0,4 grader eller mindre.

Varför är de toppmoderna klimatmodellerna i linje med det vi ser?

Väl, de har varit ur linje i decennier. Detta är inget nytt problem. I det här pappret, vi tror att vi äntligen har fått reda på orsaken. Genom flera modellgenerationer, klimatmodeller har simulerade kalla tungor som är för kalla och som sträcker sig för långt västerut. Det finns också fruktansvärt varmt vatten omedelbart söder om modellen kalla tungor, istället för svalt vatten som sträcker sig ända till de kalla kustnära uppväxtregionerna väster om Peru och Chile. Dessa överutvecklade kalla tungor i modellerna leder till ekvatoriala miljöer som har för hög relativ luftfuktighet och för låga vindhastigheter. Dessa gör havets yttemperatur mycket känslig för stigande växthusgaser. Därför värmer modellen kalla tungor mycket under de senaste decennierna. I den verkliga världen, känsligheten är lägre och, faktiskt, en del av värmen som tillförs av stigande växthusgaser kompenseras av uppvärmning av kallt vatten underifrån. Således värmer den verkliga kalla tungan mindre än vattnet över det tropiska västra Stilla havet eller utanför ekvatorn i norr och söder. Detta mönster av havsytans temperaturförändring får sedan passatvindarna att stärkas, som lyfter det kalla underjordiska vattnet uppåt, ytterligare kyla den kalla tungan.

Vad gör dina modeller som de mer använda inte gör?

Våra modeller går faktiskt tillbaka till början av 1980 -talet, när människor först försökte använda modeller för att förklara fenomen som El Niño-Southern Oscillation. Det var vanligt då att göra problemet enklare genom att anta det klimatologiska medelvärdet i modellen och helt enkelt simulera störningar från det. Vi använde den metoden. Genom att göra så, vi kunde visa i vår enda enkla modell att, om vi antar det verkliga klimatologiska tillståndet, svaret på stigande växthusgaser värmer överallt, men inte i den kalla tungan. I kontrast, om vi antar det partiska klimatologiska tillståndet i de komplexa toppmoderna modellerna, svaret på stigande växthusgaser har förbättrat uppvärmningen i den kalla tungan. Därför tillåter denna tripp ner modelleringsminnesfält oss att diagnostisera vad som är fel med de komplexa modeller som för närvarande används för klimatprognoser och konsekvensbedömningar.

Om dina idéer stämmer hur kan prognoser för ENSO:s framtida beteende förändras?

Kort svar, vi vet inte. En sak i taget! Dock, vi vet att ENSO -beteende beror på det genomsnittliga tillståndet kring vilket det stör saker. Om vi ​​har rätt att det tropiska Stilla havet flyttar till ett tillstånd där vattnet värms överallt men inte i den kalla tungan, och kallt underjordiskt vatten lyfts närmare ytan, då kommer ENSO nästan säkert att förändras i amplitud, frekvens och andra sätt. Vi måste ta reda på det.

Vad är konsekvenserna för människor?

De är många. Havets yttemperatur i ekvatoriala Stilla havet påverkar klimatet och dess variation över hela världen. Rent generellt, uppvärmning av atmosfären ökar mängden fukt luften kan hålla, och intensifierar fukttransporten. Detta tenderar att göra subtropiska torrzoner torrare och tropiska och mellersta latitud våta zoner våtare. Men utöver dessa förändringar kommer det att finnas regionala förändringar. Om den kalla tungan värmer som de komplexa modellerna säger att den ska, analogt med en El Niño -händelse, det kommer att skapa en våt tendens i vissa regioner, för att kompensera subtropisk torkning i sydvästra Nordamerika och Sydamerika. Det kommer också att skapa en vätningstendens i östra Afrika, men en torkningstendens i ekvatorial Sydamerika och Sahel. Om, istället, vi har rätt och den kalla tungan kommer inte att värma så mycket, torkar sedan i sydvästra Nordamerika, subtropiska Sydamerika och östra Afrika kan vara allvarligare än projektet komplexa modeller. På samma gång, ekvatorial Sydamerika och Sahel kan se fuktigare förhållanden. Vid utvecklingen av klimatpåverkan, scenarier bör inte begränsas till de komplexa modellerna. De bör också överväga fallet där den kalla tungan fortsätter att inte värma. Implikationen för modellerare är att de måste ta reda på varför deras modeller har fördomar, och fixa dem.