En ny statistisk analys av samspelet mellan El Niño och stigande globala temperaturer på grund av klimatförändringar drar slutsatsen att den annalkande sommaren i tropikerna har nästan 7 av 10 chans att slå rekord för temperatur och luftfuktighet.
Förutsägelsen, av klimatforskare vid University of California, Berkeley, gäller en bred del av världen som går över ekvatorn, inklusive Indien och huvuddelen av Afrika, Central- och Sydamerika och Australien, men inkluderar även Florida och Texas.
Långsiktiga förutsägelser som denna kan hjälpa regioner att förbereda sig för extrema värmehändelser och skydda människor, boskap och grödor, säger William Boos, professor i jord- och planetvetenskap från UC Berkeley och författare till studien, som leddes av UC Berkeley Miller Postdoctoral. Kollegan Yi Zhang.
"Humanitär hjälp och uppsökande verksamhet, förberedelser för medicinsk vård och rådgivning och distribution av grödor och jordbruksutrustning kan alla justeras på ett sätt som kan stå för den förutsägelsen," sa Boos.
Medan temperaturer runt om i världen har satt rekord nästan varje år, är kombinationen av hög värme och hög luftfuktighet ett dubbelslag som kan vara dödligt. Medan de flesta friska människor kan hantera en torr värme, är fuktig värme mycket mer stressande för kroppen. Ju fuktigare det är, desto mindre svett avdunstar, vilket minskar svettningens kylande effekt och gör det svårare att hålla kroppens kärntemperatur inom normalområdet.
"Om du inte kan kyla din kropp till under 98,6 ° F, eller 37 ° C, kommer du att dö," sa Boos. "Svett är det viktigaste sättet vi måste kyla oss när det blir varmt. Så om svettning inte tillåter dig att svalna under din kärnkroppstemperatur, är det gränsen för överlevnadsförmåga."
Förutsägelsen publicerades denna månad i tidskriften Geophysical Research Letters . Det bygger på forskarnas nuvarande förståelse av El Niños påverkan på i synnerhet tropisk värme och fuktighet, att atmosfärstemperaturer flera kilometer över marken styr hur varmt och fuktigt det kan bli på marknivå. Dessa övre temperaturer är som varmast cirka fem månader efter El Niño-topparna. Den senaste toppen inträffade i december 2023.
"Det är allmänt känt att jorden värms upp och El Niño är en varm episod av en naturlig klimatsvängning, så vi förväntar oss att de två kommer att konstruktivt störa - att El Niño kommer att förvärra effekterna av den globala uppvärmningen," sa Boos.
"På lång sikt ger den globala uppvärmningen ökad temperatur, såväl som ökad luftfuktighet - det vill säga ökat vattenånginnehåll i luften. Tillsammans med El Niño gör detta att värmen och luftfuktigheten kan byggas upp till högre nivåer på en given plats i tropikerna."
Forskarna drog slutsatsen från sin analys att den "starka-till-mycket-starka El Niño" i slutet av 2023, som fick betyget 2,0 på Oceanic Niño Index, antyder en 2024 tropiskt land som genomsnittlig maximal våtlöktemperatur på 26,2°C (79,2°F) och 68 % chans att slå befintliga rekord.
Den våta glödlampstemperaturen - i princip den temperatur du kan hålla när du är täckt av svett eller en våt t-shirt i närvaro av stark vind - är en bättre indikation än enbart temperaturen på hur människor mår under fuktiga värmeförhållanden. I varma och fuktiga miljöer som tropikerna kan våta glödlampor över 30°C leda till oåterkallelig värmestress.
Enligt Boos har vissa områden som ofta drabbas av fuktig värmestress, som norra Indien, 50 % chans att drabbas av rekordhög värme och luftfuktighet i sommar. Sahel-regionen i Afrika har dock 35 % chans för rekordhög fuktig värme.
El Niño är ett periodiskt vädermönster förknippat med en uppvärmning av havsytan i östra Stilla havet, som i sin tur pumpar värme och fuktig luft in i den övre atmosfären som sprider sig runt jordens ekvator. El Niño-förhållanden, som alternerar med de svalare La Niña-förhållandena i det som kallas El Niño-Southern Oscillation (ENSO) klimatmönster, är en av de viktigaste drivkrafterna för tropiskt väder, sa Boos. Värmen och fuktigheten i den övre atmosfären når marken under åskväder via de luftbyar som vi förknippar med dessa händelser.
"Den byiga, svala vinden som slår in under ett åskväder är faktiskt kall luft som kommer ner från högre upp i atmosfären och kyler ner ytan," sa Boos. "När El Niño inträffar blir den övre atmosfären varmare, vilket innebär att dessa neddrag inte blir lika kalla. Så din yta överlag kommer att gå över till en högre värme- och fukthalt."
För sin studie tog Boos och hans kollegor, inklusive huvudförfattaren Zhang, data om extrema värme- och luftfuktighetsextremer i tropikerna under de senaste 45 åren och korrelerade dem med El Niño-uppvärmningen i Stilla havet, och kombinerade sedan dessa data med den ökade temperaturen och luftfuktigheten åtföljande global uppvärmning. Den ständiga ökningen av den globala medeltemperaturen förvärrar effekterna av El Niño, sa Boos.
Han noterade att analysens statistiska karaktär tillåter en långsiktig förutsägelse som är svår att tillförlitligt göra med nuvarande datorvädermodeller, som är bra på kortsiktiga förutsägelser men dåliga på att förutsäga väder flera veckor senare.
"Vad vi har gjort i det här arbetet har kommit fram till en enkel statistisk modell, och vi har validerat den väl mot observationsdata genom att träna den på någon del av datan samtidigt som vi håller tillbaka andra delar av datan, och ser till att den presterar bra på data som den inte tränades på", sa han. "Jag tror att det ger en ganska bra stapel för superdatormodellerna som förutsäger klimatet på en säsongsmässig tidsskala."
Zhang noterade att ledtiden på fem månader för förutsägelsen är baserad på ENSO:s nuvarande tillstånd. Om vädercentra kunde förutsäga ENSO-förhållanden sex till 12 månader i förväg, skulle ledtiden för förutsägelser av våtlöktemperatur kunna förlängas till ungefär ett år, vilket ger ännu mer förberedelsetid för samhällen över tropikerna.
Boos erkände att naturliga händelser kunde kasta förutsägelsen av. Ett vulkanutbrott kan kyla jordens klimat, vilket hände efter utbrotten av berget Pinatubo 1991 och El Chicon 1982. En plötslig nedgång till svalare La Niña-förhållanden i östra Stilla havet – i huvudsak motsatsen till El Niño – kan också kompensera för temperatur och luftfuktigheten ökar. Men med undantag för sådana händelser kan förutsägelsen hjälpa länder att förbereda sig för en potentiellt dödlig kombination av hög värme och hög luftfuktighet.
"Vi kvantifierar den kombinerade påverkan av El Niño och den globala uppvärmningen på denna fuktiga värmestressmått. Det är nytt," sa Boos. "Vi kvantifierar också sannolikheten för en rekordstor händelse. Den kombinationen av saker har inte gjorts tidigare."
Andra medförfattare till artikeln är Isaac Held och Stephan Fueglistaler från Princeton University, och Christopher Paciorek, adjungerad professor i statistik vid UC Berkeley.
Mer information: Yi Zhang et al, Prognoser för tropiska årliga maximala våtbulb-temperaturer månader i förväg från ENSO:s nuvarande tillstånd, Geophysical Research Letters (2024). DOI:10.1029/2023GL106990
Journalinformation: Geofysiska forskningsbrev
Tillhandahålls av University of California - Berkeley
