Ny forskning visar att naturligt förekommande klimatvariationer hjälper till att förklara en långvarig skillnad mellan klimatmodeller och satellitobservationer av den globala uppvärmningen.

Satellitmätningar av globala förändringar i atmosfärstemperatur började i slutet av 1978 och fortsätter till nutid. I förhållande till de flesta modellsimuleringar, satellitdata har genomgående visat mindre uppvärmning av jordens lägre atmosfär. Detta har fått vissa forskare att dra slutsatsen att klimatmodeller är för känsliga för utsläpp av växthusgaser, och är därför inte användbara för framtida prognoser om klimatförändringar.

Istället, skillnaden mellan modell och satellit drivs till stor del av naturliga variationer i jordens klimat. "Naturlig klimatvariation har sannolikt minskat den observerade uppvärmningen under satelliteran", sa Stephen Po-Chedley, en Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) klimatforskare och huvudförfattare till en artikel som visas i Förfaranden från National Academy of Sciences .

Den främsta drivkraften bakom naturliga variationer från år till år i det globala klimatet är El Niño-södra oscillationen (ENSO). Med några års mellanrum, ENSO producerar ett El Niño-evenemang, vilket resulterar i en omfattande uppvärmning av atmosfären och havet under flera månader. Den kalla fasen av ENSO är La Niña, som kyler atmosfären och ger upphov till ett distinkt mönster av svalare havstemperaturer än vanligt i det centrala och östra tropiska Stilla havet, med varmare vatten i norr och söder.

Många klimatmodeller producerar ENSO-variationer, men tidpunkten för dessa händelser specificeras inte i modelsimuleringar. "Medan modeller är avsedda att representera det genomsnittliga klimatet, dess förändringar och realistiska naturliga variationer, de kan bara simulera den exakta tidpunkten för naturliga klimathändelser av en slump, sa Po-Chedley.

Vissa årtionden gynnar El Niño- eller La Niña -evenemang. Klustring av El Niño- och La Niña-händelser kan skapa dekadalsvängningar som påverkar hastigheten på atmosfärisk uppvärmning. Simuleringar med kopplade modeller av atmosfär och havscirkulation ger sådana dekadala svängningar, men deras fasning kommer inte nödvändigtvis att matcha den verkliga världen under satelliteran.

Qiang Fu, professor vid University of Washington och en författare till studien, konstaterar att, "även om det är välkänt att naturlig variation kan ge tiotals långa perioder av dämpad uppvärmning, den här studien visar att den också kan spela en viktig roll över de relativt långa 40-åriga tidsskalorna som är relevanta för satellitposter."

Klimatmodeller simulerar vanligtvis betydligt mer uppvärmning än satellitdata i den tropiska troposfären (den lägsta delen av atmosfären, sträcker sig från jordens yta till en höjd av cirka 11 miles). Denna region av atmosfären har varit av särskilt intresse vid tidigare jämförelser mellan modeller och satelliter.

Forskarna återbesökte sådana jämförelser, analyserar hundratals simuleringar från den senaste generationen av globala klimatmodeller. De fann att naturlig klimatvariation är en nyckelkomponent i skillnaderna mellan modellerade och observerade uppvärmningshastigheter. Ungefär 13 procent av 400-plus simuleringarna visade uppvärmning av den tropiska troposfären inom intervallet av satellitresultat. Modelsimuleringarna som håller med satellitrekordet tenderar att uppvisa ett La Niña-liknande temperaturförändringsmönster, precis som observationerna.

Ett sådant avtal ger två viktiga resultat. Först, trots påståenden om motsatsen, nuvarande klimatmodeller kan simulera uppvärmning av den tropiska troposfären som är förenlig med observationer. Andra, naturlig variabilitet har sannolikt minskat den troposfäriska uppvärmningen under satellittiden, både i den verkliga världen och i simuleringar som överensstämmer med satellituppvärmningshastigheter.

Ett annat viktigt resultat av studien avser förslaget att skillnader mellan modellerade och observerade uppvärmningshastigheter beror på fel i "klimatkänslighet" - uppvärmningens storlek som svar på ökningar av växthusgaser.

"Modeller med både hög och låg känslighet för ökningar av växthusgaser kan producera simuleringar som överensstämmer med den uppvärmning som uppskattas från satelliter, "Po-Chedley sa." Vid försoning av modellerade och observerade uppvärmningshastigheter, det är ganska tydligt från vårt arbete att klimatkänslighet inte är den enda bestämningsfaktorn för atmosfärisk uppvärmning. Naturlig variation är en viktig bit i pusslet."