En ny studie ledd av University of Hawai'i vid Mānoa -forskare, publicerad i tidningen Naturkommunikation Denna vecka, avslöjade att korrekt simulering av havsströmvariationer hundratals fot under havsytan-den så kallade Pacific Equatorial Undercurrent-under El Niño-händelser är avgörande för att minska osäkerheten om förutsägelser om framtida uppvärmning i det östra tropiska Stilla havet.

Passatvindar och temperaturerna i det tropiska Stilla havet upplever stora förändringar från år till år på grund av El Niño-Southern Oscillation (ENSO), påverkar vädermönster över hela världen. Till exempel, om det tropiska Stilla havet är varmare och passatvindarna svagare än vanligt -en El Niño -händelseflod i Kalifornien inträffar vanligtvis och misslyckanden i Monsun i Indien och Östasien skadar den lokala risproduktionen. I kontrast, under en La Niña vänder det globala vädermönstret med svalare temperaturer och starkare passatvindar i det tropiska Stilla havet. Dessa naturliga klimatsvängningar påverkar ekosystem, fiske, lantbruk, och många andra aspekter av det mänskliga samhället.

Datormodeller som används för att projicera framtida klimat förutsäger korrekt den globala uppvärmningen på grund av ökande växthusgasutsläpp samt kortsiktiga naturliga klimatvariationer från år till år i samband med El Niño och La Niña.

"Det finns, dock, någon modellavvikelse om hur mycket det tropiska Stilla havet kommer att värma, sa Malte Stuecker, medförfattare och biträdande professor vid Institutionen för oceanografi och International Pacific Research Center vid UH Mānoa. "De största skillnaderna ses i den östra delen av det tropiska Stilla havet, en region som är hem för känsliga ekosystem som Galapagosöarna. Hur mycket det östra tropiska Stilla havet värmer i framtiden kommer inte bara att påverka fisk och vilda djur lokalt utan också framtida vädermönster i andra delar av världen. "

Forskare har arbetat i decennier för att minska de ihållande modellosäkerheterna i uppvärmningsprognoserna i tropiska Stillahavsområdet.

Många klimatmodeller simulerar El Niño- och La Niña -händelser med liknande intensitet. I naturen, dock, uppvärmningen i samband med El Niño -händelser tenderar att vara starkare än kylningen i samband med La Niña. Med andra ord, medan El Niño och La Niña i de flesta modellerna är symmetriska, de är asymmetriska till sin natur.

I denna nya studie, forskarna analyserade observationsdata och många klimatsimuleringssimuleringar och fann att när modellerna simulerar variationerna i havsströmmen under havsflödet mer exakt, den simulerade asymmetrin mellan El Niño och La Niña ökar - blir mer lik det som syns i naturen.

"Att identifiera modellerna som simulerar dessa processer associerade med El Niño och La Niña korrekt i det nuvarande klimatet kan hjälpa oss att minska osäkerheten kring framtida klimatprognoser, "sade motsvarande huvudförfattare Michiya Hayashi, en forskningsassistent vid National Institute for Environmental Studies, Japan, och en tidigare postdoktor vid UH Mānoa med stöd av Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) Overseas Research Fellowships. "Endast en tredjedel av alla klimatmodeller kan realistiskt återge styrkan hos underjordiska strömmen och tillhörande havstemperaturvariationer."

"Anmärkningsvärt, i dessa modeller ser vi ett mycket nära samband mellan förändringen av framtida El Niño och La Niña intensitet och det projicerade tropiska uppvärmningsmönstret på grund av uppvärmning av växthus, "konstaterade Stuecker.

Det är, modellerna inom gruppen som simulerar en framtida ökning av El Niño och La Niña intensitet visar också en förbättrad uppvärmningstrend i östra tropiska Stilla havet på grund av uppvärmning av växthus. I kontrast, modellerna som simulerar en framtida minskning av El Niño och La Niña intensitet visar mindre växthusgasinducerad uppvärmning i den östra delen av bassängen. Närvaron av denna relation indikerar att dessa modeller fångar en mekanism som är känd för att påverka klimatet - vilket betyder att dessa modeller är mer tillförlitliga. Detta förhållande försvinner helt i två tredjedelar av klimatmodeller som inte kan simulera variationerna i havsströmmen under ytan korrekt.

"Korrekt simulering av El Niño och La Niña är avgörande för att projicera klimatförändringar i tropikerna och därefter. Mer forskning måste bedrivas för att minska fördomarna i samspelet mellan vind och hav så att klimatmodeller kan generera El Niño - La Niña asymmetri realistiskt , "tillade Fei-Fei Jin, medförfattare och professor vid Institutionen för atmosfäriska vetenskaper vid UH Mānoa.

"Den höga osäkerheten i intensitetsförändringen av El Niño och La Niña som svar på växthusuppvärmningen är en annan återstående fråga, "sa Stuecker." En bättre förståelse av jordens naturliga klimatsvängningar som El Niño och La Niña kommer att resultera i att minska osäkerheten i framtida klimatförändringar i tropikerna och därefter. "