Pacific Decadal Oscillation (PDO), en av de viktigaste interna decadala klimatvariationerna, har betydande effekter på klimat och miljö.

PDO är en kombination av flera processer av olika ursprung, såsom stokastisk forcering som genereras av lokalt atmosfäriskt buller, tropiskt-subtropiska interaktioner via atmosfäriska och oceaniska reaktioner och dynamik i havets gyre. Följaktligen, det är utmanande att modellera och förutsäga PDO, särskilt PDO-fasövergången.

Nyligen, en grupp ledd av prof. Ma Zhuguo från Institute of Atmospheric Physics (IAP) vid den kinesiska vetenskapsakademin, samarbetar med forskare från Sun Yat-sen University och Humboldt University of Berlin, föreslog ett klimatnätverk för att upptäcka den tidiga varningssignalen om PDO-fasövergången.

Studien publicerades i Geofysiska forskningsbrev den 11 feb.

Den objektivt upptäckta tidiga varningssignalen varnade alla sex PDO-fasövergångar från 1890-talet till 2000-talet, med i genomsnitt 6,5 år i förväg, och bara ett falskt larm ljöd på 1950-talet. Dessa resultat indikerade att den prediktiva skickligheten förbättras och att prediktionstiden ökar, nära den uppskattade övre gränsen för förutsägbarhetstiden på 8-9 år.

Dessa forskare upptäckte vidare att klimatnätverkets samverkande beteende är anledningen till att den tidiga varningen om PDO-fasövergången upptäcks från havsytans temperatur framgångsrikt. Kooperativt beteende är ett fenomen där fler och fler element i ett dynamiskt system uppvisar liknande förändringar i temporalt.

"På grund av effekten av kooperativt beteende, den lilla skillnaden som är svår att uppfatta individuellt kan lätt upptäckas makroskopiskt, som är till hjälp för att minska påverkan av bakgrundsljud, " sa Dr Lu Zhenghui från IAP, huvudförfattaren till studien.

"Som en metod som drivs av big data, klimatnätverket har visat en stark potential inom klimatforskning. Vår forskning ger ett nytt sätt för förutsägelse av PDO-fasövergången, som kan tillämpas på andra stora klimathändelser, " sa Dr Yuan Naiming, motsvarande författare till studien.