Att få klimatmodeller att efterlikna observationer i realtid när det kommer till uppvärmning är avgörande – små avvikelser kan leda till missförstånd om den globala uppvärmningens takt när klimatet förändras. En ny studie från North Carolina State University och Duke University visar att när man modellerar uppvärmningstrender i Stilla havet så saknas det fortfarande en bit i modelleringspusslet:vindens effekt på havsströmmar i Stilla havets ekvatorial.
Resultaten publiceras i tidskriften Nature Communications .
"Stilla havet kan fungera som en termostat för det globala klimatet", säger Sarah Larson, biträdande professor i marin, jord och atmosfäriska vetenskaper vid NC State och medförfattare till studien. "Om Stilla havet värms snabbt, till exempel, kan det påskynda uppvärmningen globalt. På samma sätt, om den värms i en långsammare takt, kan detta sakta ner vår globala uppvärmning."
Under de senaste decennierna har forskare noterat ett komplicerat uppvärmningsmönster i det tropiska Stilla havet, där vattnet i östra och västra Stilla havet har värmts upp medan en lätt kyleffekt sågs i centrala Stilla havet nära ekvatorn. När forskare försökte modellera detta uppvärmningsmönster genom att mata in historiska data i modellerna fann de att nuvarande modeller inte kunde reproducera det observerade mönstret.
"Dessa modeller simulerar atmosfären och havets svar på vad vi kallar "extern forcering", som är saker som växthusgaser och aerosoler i atmosfären", säger Larson. "Men vi tror att modeller inte exakt simulerar det tropiska Stilla havets svar.
"Vi försöker ta reda på vilka fysiska processer i modellerna vi kan tillskriva denna avvikelse, så vi tittade på vind," säger Larson. "Om vind är viktigt för havsströmmar och havsströmmar flyttar runt värme, då kan vi få den vinddrivna delen av uppvärmningen fel i modellerna."
Forskarna körde två olika modeller som omfattade samma tidsperiod - en där vindarna förändrades som svar på yttre kraft, och en "frikopplad" modell, där vindarna replikerade de före den industriella revolutionen och inte förändrades som svar på kraft. .
I modellen där vindarna förändrades följde uppvärmningstrender de observerade, förutom kylningen längs ekvatorn. I den frikopplade modellen förekom inte dessa mönster.
"Vi tog bort vindförändringar från den frikopplade modellen för att bättre förstå dess effekter på hur det tropiska Stillahavsklimatet utvecklades", säger Larson.
"Låt oss ta Galápagosöarna i östra Stilla havet som ett exempel", säger Shineng Hu, biträdande professor i jord- och klimatvetenskap vid Duke University och studiemedförfattare. "Havvattnet norr om ekvatorn är varmare än ekvatorvattnet där. Vi fann att den mänskliga uppvärmningen utlöste västliga vindar norr om Galápagosöarna, som i sin tur transporterade det varma vattnet under söderut. Det är vad vi think fungerar som en nyckelprocess genom vilken vindar påverkar det tropiska Stillahavsuppvärmningsmönstret."
"Vad detta säger oss är att hur vindarna reagerar på mänskligt framkallade krafter som växthusgaser är otroligt viktigt för att avgöra hur snabbt det tropiska Stilla havet värms upp och hittills har vindarna förändrats på sätt som modellerna inte förutsåg," säger Larson . "Vi vet att vind är nyckeln, men detta fynd pekar på ett akut behov av att bättre simulera ekvatoriala oceaniska processer och termiska strukturer för att skapa mer exakta modeller."
Shuo Fu, en doktorand som besöker Hu's labb vid Duke från Ocean University of China, är studiens första författare. Xiao-Tong Zheng från Ocean University of China, Yiqun Tian från Duke och Kay McMonigal från NC State bidrog också till arbetet.
Mer information: Shuo Fu et al, Historiska förändringar i vinddrivna havscirkulationsdrivmönster för Stillahavsuppvärmningen, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-45677-2
Tillhandahålls av North Carolina State University
