I årtionden, forskare som studerar ett viktigt klimatfenomen har brottats med motsägelsefulla data som hotat att undergräva förtroendet för klimatmodellernas tillförlitlighet överlag. En ny studie, publicerad idag i Naturgeovetenskap , löser den debatten med avseende på den tropiska atmosfäriska cirkulationen.

Hadley -cirkulationen, eller Hadley-cell-ett världsomspännande tropiskt atmosfäriskt cirkulationsmönster som uppstår på grund av ojämn solvärme på olika breddgrader som omger ekvatorn-får luft runt ekvatorn att stiga till cirka 10-15 kilometer, flödespolen (mot nordpolen ovanför ekvatorn, Sydpolen under ekvatorn), sjunka i subtropen, och flyter sedan tillbaka till ekvatorn längs jordens yta. Denna cirkulation studeras i stor utsträckning av klimatforskare eftersom den styr nederbörd i subtropen och också skapar en region som kallas den intertropiska konvergenszonen, producerar ett band av major, mycket nederbörd.

Studien, under ledning av Rei Chemke, en Columbia Engineering postdoktor, tillsammans med klimatforskaren Lorenzo Polvani, behandlar en stor skillnad mellan klimatmodeller och omanalyser avseende potentiell förstärkning eller försvagning av Hadley -cirkulationen på norra halvklotet som en följd av antropogena utsläpp.

Historiskt sett klimatmodeller har visat en progressiv försvagning av Hadley -cellen på norra halvklotet. Under de senaste fyra decennierna har omanalyser gjorts, som kombinerar modeller med observations- och satellitdata, har visat precis motsatsen - en förstärkning av Hadley -cirkulationen på norra halvklotet. Omanalyser ger forskarna den bästa approximationen för atmosfärens tillstånd och används ofta för att säkerställa att modellsimuleringar fungerar korrekt.

Skillnaden i trender mellan modeller och omanalyser utgör ett problem som går långt utöver om Hadley -cellen kommer att försvagas eller stärkas; själva inkonsekvensen är ett stort problem för forskare. Reanalyser används för att validera tillförlitligheten hos klimatmodeller - om de två inte håller med, det betyder att antingen modellerna eller omanalyserna är bristfälliga.

Huvudförfattare Chemke, en postdoktor i NOAA Climate and Global Change, förklarar faran med denna situation, "Det är ett stort problem om modellerna har fel eftersom vi använder dem för att projicera vårt klimat och skicka våra resultat till IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) och beslutsfattare och så vidare."

För att hitta orsaken till denna skillnad, forskarna tittade noga på de olika processerna som påverkar cirkulationen, bestämma att latent uppvärmning är orsaken till inkonsekvensen. För att förstå vilka data som var korrekta - modellerna eller omanalyserna - var de tvungna att jämföra systemen med ett rent observationsmått, oskadad av någon modell eller simulering. I detta fall, nederbörd fungerade som en observationsproxy för latent uppvärmning eftersom den är lika med latent nettouppvärmning i atmosfärskolonnen. Dessa observationsdata avslöjade att artefakten, eller fel, är i omanalyser - bekräftar att modellprognoserna för det framtida klimatet är, faktiskt, korrekt.

Tidningens fynd stöder tidigare slutsatser från en mängd olika modeller - Hadley -cirkulationen försvagas. Det är viktigt att förstå, säger Polvani, en professor i tillämpad fysik och tillämpad matematik och i jord- och miljövetenskap som studerar klimatsystemet vid Lamont-Doherty Earth Observatory. "En av de största klimatsignalerna i samband med global uppvärmning är torkning av subtropen, en region som redan får lite nederbörd, "förklarade han." Hadley -cellen är en viktig kontroll för subtropisk nederbörd. Därav, alla förändringar i styrkan hos Hadley -cellen kommer att resultera i en förändring av nederbörd i den regionen. Det är därför det är viktigt att avgöra om, som en följd av antropogena utsläpp, Hadley -cellen kommer att påskynda eller bromsa under de kommande decennierna. "

Men dessa resultat resonerar långt bortom den aktuella studien. Att lösa motsägelsefulla resultat inom vetenskaplig forskning är avgörande för att upprätthålla noggrannhet och integritet i det vetenskapliga samfundet. På grund av denna nya studie, forskare har nu ökat förtroendet för att modeller är tillförlitliga verktyg för klimatprognoser.