I december 2018, prognosmakare meddelade en stor sannolikhet att denna vinter kommer att ge El Niño, som uppstår när ovanligt varma Stilla vatten skapar förändringar i vädermönster runt om i världen. Fenomenet orsakar förutsägbara temperaturfluktuationer, vind och regn, och kan vara en viktig indikator för skörden. Men vad vet vi egentligen om El Niño bortom nutiden? Hur mycket av dess variation är naturlig kontra påverkad av människor?

Att studera vädermönster över tid är det första steget för att förstå aktuella händelser och hur de kan reagera i en värmande värld. För att bättre kunna tillskriva och förutse förändringar i klimatsystemet, Stanford -forskare har tittat förbi El Niños senaste historia, använda data som fångats i korallrev för att rekonstruera tidigare händelser. I en sådan studie, forskare från Stanford's School of Earth, Energi- och miljövetenskap (Stanford Earth) analyserade stabila isotopdata från en 492 år lång kärna från en enda Porites-korall-den längsta korallkärnan som någonsin samlats in. Kärnan, återhämtade sig nära Ta'u i Amerikanska Samoa i södra Stilla havet, ger information om förändringar i den geografiska omfattningen och intensiteten av El Niño- och La Niña -händelser över tid.

Stanford Earth pratade med huvudförfattaren Neil Tangri, en doktorand med professor i jordvetenskap, Rob Dunbar, om konsekvenserna av vad de lärde sig genom att titta tillbaka genom historien i den kärnan.

Vilka är elementen i El Niño och La Niña och hur påverkar de oss?

El Niño är ett fenomen som inträffar vartannat till vart åttonde år när vattnet i den varma poolen i västra Stilla havet rör sig österut över det ekvatoriala Stilla havet, skapar onormalt varma avvikelser i havsytemperaturen i det östra tropiska Stilla havet. När de rör sig, de tar med sig en region med stigande varm luft tillsammans med kraftigt regn. Detta har följdeffekter på den globala atmosfäriska cirkulationen som sedan orsakar torka i Australien och Indonesien, blött väder längs västkusten i Amerika, minskad atlantisk orkanbildning med mera. La Niña ser den varma poolen och tillhörande fenomen röra sig längre västerut och det tenderar att vara mindre dramatiskt än El Niño.

Alla El Niño-evenemang är inte lika, dock. El Niños rumsliga mönster är viktigt på grund av hur det påverkar olika regioner runt om i världen. Till exempel, Indiskt monsunfel är förknippat med El Niño-händelser i Central Pacific, medan våta vintrar i Kalifornien drivs mer av östra Stilla havet El Niño.

Vad var överraskande med dina fynd?

Ta'u -korallen avslöjade några överraskningar. En är att "fotavtrycket" från El Niño-händelserna har krympt under 1900-talet. Med andra ord, den triangelformade kilen i Stilla havet som blir varmare när en El Niño händer har krympt mot ekvatorn och Sydamerikas kust. Det är svårt att veta om denna krympning i arean är relaterad till intensitet eller frekvens. Gå längre tillbaka i tiden, Ta'u-korallen registrerade stora svängningar i El Niño-aktiviteten, men det är svårt att säga om det beror på stora förändringar i El Niño -intensiteten eller om fotavtrycket har krympt och ökat. Detta är grundläggande vetenskap – att förstå omfattningen av systemets naturliga och påtvingade variationer – och det förbättrar vår förståelse av det globala klimatsystemet.

Varför är det viktigt att förstå dessa ur ett historiskt perspektiv?

Eftersom El Niño – och i mindre utsträckning La Niña – förknippas med många extrema väderfenomen, Det är viktigt att veta hur de kommer att förändras under den globala uppvärmningen. Kommer El Niño att bli mer eller mindre frekvent, mer eller mindre intensiv eller förändring i sitt rumsmönster? Det finns goda fysiska skäl att stödja något av dessa resultat och vi vet inte åt vilket håll kraftbalansen kommer att tippa. Genom att titta på det senaste förflutna, vi kan bättre förstå utbudet av naturliga variationer i El Niño och få en känsla av hur det har reagerat på små förändringar i klimatsystemet, som att ändra nivåerna av koldioxid i atmosfären.

Koraller är naturliga registrerare av miljövariabler, såsom havets yttemperatur, som påverkas av El Niño. Långa rekord gör att vi bättre kan förstå hur El Niño har förändrats tidigare och hur det förändras i nuet.

Hur kan koraller berätta om tidigare vädermönster?

När koraller växer, de lägger ner ett exoskelett av kalciumkarbonat i årliga lager. Genom att räkna ner lager från nuet, vi kan få månadsnivå precision för det datum exoskelettet deponerades. Vi analyserar sedan de kemiska egenskaperna hos detta exoskelet för att rekonstruera havsytans temperatur och salthalt vid den tid korallen växte.

I de flesta tropikerna, instrumental temperaturdata går tidigtast tillbaka till andra världskriget, och instrumentell salthaltsdata går tillbaka till 1980-talet. Så ett flersekel, Månatlig upplösning av dessa variabler säger oss mycket om hur havet har betett sig.