En ny Yale-studie tyder på att aerosoler i atmosfären tillfälligt kan hålla nere havstemperaturerna i östra ekvatoriska Stilla havet.

Resultaten, publiceras i tidskriften Naturens klimatförändringar , är en indikation på att den förvånansvärt blygsamma uppvärmning som observerats i det tropiska Stilla havet under de senaste decennierna kan vara kortvarig, med mer dramatiska förändringar som väntar. Resultaten kan också hjälpa klimatforskare att göra bättre förutsägelser om hur den globala uppvärmningen kommer att påverka vädermönster, ekosystem, och stormnedslag i hela Stillahavskanten.

"Att förstå hur tropikerna förändras på grund av den globala uppvärmningen är en viktig uppgift för forskare att ta itu med eftersom denna region är en viktig drivkraft för väder- och klimathändelser runt om i världen, sa förstaförfattaren Ulla Heede, en doktorand vid Institutionen för jord- och planetvetenskaper vid Yale.

Studiens seniorförfattare är Yale klimatforskare Alexey Fedorov, professor i havs- och atmosfärsvetenskap vid Filosofiska fakulteten. Fedorovs arbete undersöker globala vädersystem och fenomen som Atlantic meridional vältande cirkulation, ett av planetens största vattencirkulationssystem, och El Niño-evenemang.

I den nya studien, Heede och Fedorov fokuserar på östra ekvatoriska Stilla havet, en region som kännetecknas av kallt vatten som stiger till ytan, drivs av ytvindar som kallas passadvindar. Periodisk avslappning av dessa vindar orsakar El Niño, den varma fasen av El Niño Southern Oscillation, med ovanligt varmt vatten i Stilla havet.

Om östra Stilla havet värms upp snabbare än omgivande hav, det signalerar en avmattning av den atmosfäriska tropiska cirkulationen, känd som Walker-cirkulationen – vilket manifesterar sig i en minskning av både passadvindarna och mängden kallt vatten som stiger upp från havets djup.

"En avmattning av den tropiska cirkulationen skulle innebära förändringar av El Niño-händelserna och det tropiska regnbältet, " Sa Fedorov. "Dessa förändringar skulle påverka samhällen över tropikerna och bortom."

Men den avmattningen har inte inträffat ännu, trots många klimatmodellprognoser. Faktiskt, regionen har värmts upp mindre än omgivande områden eller till och med svalnat under de senaste decennierna, medan den tropiska atmosfäriska cirkulationen stärktes. Detta ställer frågan:Är detta bara naturlig klimatvariation eller är det andra faktorer att skylla på?

Enligt den nya Yale-studien, det var atmosfäriska aerosoler, små partiklar som emitteras av flera källor, inklusive mänskliga aktiviteter.

"Det är känt att aerosoler som härrör från luftföroreningar och förbränning har en kylande effekt på jordens klimat, och att aerosoler delvis har tagit bort vissa uppvärmningseffekter från växthusgaser sedan förindustriell tid, " Sa Heede. "Vi visar i vår studie att aerosoler sannolikt bidrar till fördröjningen av den östra ekvatoriska uppvärmningen och avmattningen av tropisk cirkulation, som annars skulle ha inträffat."

Heede tillade, "Det är viktigt att komma ihåg att denna försening är tillfällig. I framtiden, när utsläppen av växthusgaser ökar ytterligare, de kommer att bli den dominerande faktorn för tropiskt Stillahavsklimat, leder sannolikt till ökad uppvärmning av östra Stilla havet."

Det är troligt att förseningen av den östra ekvatoriska uppvärmningen kommer att fortsätta i flera decennier, sa forskarna.

Heede och Fedorov sa att det också kan finnas en termostatliknande mekanism som fungerar i det tropiska Stilla havet som bidrar till förseningen av uppvärmningen. Kallt vatten stiger upp i östra ekvatoriska Stilla havet på grund av passadvindarna. Med den globala uppvärmningen, det djupare havet värms långsammare än ytvattnet, och detta bidrar till en försening av uppvärmningen av östra ekvatoriska Stilla havet, medan temperaturen i västra ekvatoriska Stilla havet fortsätter att stiga. Dessa två faktorer stärker passadvindarna – eftersom dessa vindar är kritiskt beroende av temperaturkontrasten från öst-västhavet – och bibehåller uppströmningen av relativt kallare vatten tills det djupare havet värms tillräckligt för att övervinna denna effekt.

För studien, forskarna arbetade med datamängder från Coupled Model Intercomparison Project (CMIP6), en långsiktig, internationellt klimatforskningsprogram, med hjälp av en sammanställning av 40 olika klimatmodeller. Forskarna genomförde klimatsimuleringar av historiska perioder från det förflutna och projicerade även framtida klimatscenarier.