太平洋的一部分沒有像預(yù)期的那樣變暖

最先進(jìn)的氣候模型預(yù)測，由于人為引起的氣候變化，太平洋的表面應(yīng)該變暖 - 某些部分更多，更少，但仍然變暖。實(shí)際上，大多數(shù)地區(qū)都在按預(yù)期行事，但有一個關(guān)鍵的例外：科學(xué)家稱之為赤道冷舌。這是一條相對涼爽的水帶，沿著赤道從秘魯延伸到西太平洋，橫跨地球的四分之一圓周。它是由赤道信風(fēng)從東向西吹來，堆積在西太平洋的溫暖地表水，也將地表水推離赤道本身。這使得較冷的水域從深處充足，形成冷舌頭。

全球變暖的氣候模型 - 計算機(jī)化模擬地球各個部分預(yù)計將對溫室氣體上升做出反應(yīng) - 說赤道冷舌與其他地區(qū)一起應(yīng)該在幾十年前開始變暖，并且應(yīng)該仍在變暖現(xiàn)在。但冷舌頭仍然頑固地冷。

這使許多科學(xué)家感到困擾，因?yàn)槔渖嘣谌驓夂蛑衅鹬P(guān)鍵作用。例如，它影響厄爾尼諾 - 南方濤動，這是一種自然的循環(huán)加強(qiáng)和減弱的信風(fēng)，導(dǎo)致東太平洋地區(qū)每兩到七年降溫和變暖。ENSO是世界上主要的天氣制造商; 取決于它所處的周期的哪個部分，它在大氣中的回聲可能會在美洲，東亞和東非的大部分地區(qū)帶來大雨或干旱。冷舌溫暖是否會影響大區(qū)域的天氣。造成的轉(zhuǎn)變可能會影響世界糧食供應(yīng)和危險天氣的爆發(fā)。但我們對這些變化的預(yù)測依賴于氣候模型。

哥倫比亞大學(xué)Lamont-Doherty地球觀測站氣候科學(xué)家理查德·塞格爾長期以來一直懷疑氣候模型讓冷舌頭出錯。1997年，他和同事們發(fā)表了一篇論文，暗示它在20世紀(jì)根本沒有變暖。當(dāng)時，大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為現(xiàn)實(shí)世界溫度與氣候模型預(yù)測的溫度之間的任何差異都是由于自然變率造成的。我們應(yīng)該等待; 最終會出現(xiàn)冷舌變暖的信號?，F(xiàn)在，二十年后，隨著更多現(xiàn)代衛(wèi)星數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，現(xiàn)實(shí)世界的觀測結(jié)果從模型中變得越來越明顯。Seager說，是時候重新考慮了。

在“ 自然氣候變化 ”雜志的一篇新論文中，他和同事們使用簡化模型來分離熱帶太平洋大氣 - 海洋系統(tǒng)的基本動力學(xué)。他們說，這些與冷舌的實(shí)際行為相符，并表明它與溫室氣體上升一致。

我們最近與Seager討論了氣候模型，太平洋氣候系統(tǒng)的復(fù)雜運(yùn)作以及對世界的廣泛影響。

總的來說，氣候模型與現(xiàn)實(shí)觀測結(jié)果的匹配程度如何?

過去幾十年觀察到的冷舌溫度變化與模型之間的不匹配非常引人注目。世界各地的研究小組都有多種模擬模型。雖然這些模型都受到溫室氣體，火山，太陽輻射和其他力的相同歷史的驅(qū)使，但它們產(chǎn)生了自己的內(nèi)部變化。因此，他們創(chuàng)建了一系列氣候歷史估算。對于冷舌溫度的變化，觀察到的變化是在遠(yuǎn)端冷端或模型范圍之外。平均或中位數(shù)模型表明，在過去六十年中，冷舌應(yīng)該加熱0.8攝氏度或更高，但實(shí)際值僅為0.4度或更低。

為什么最先進(jìn)的氣候模型與我們所看到的不相符?

好吧，他們幾十年來一直不合時宜。這不是一個新問題。在本文中，我們認(rèn)為我們終于找到了原因。通過多代模型生成，氣候模型模擬了過冷而且向西太遠(yuǎn)的冷舌。還有虛假的溫水在模型冷舌的南面，而不是涼爽的水域，一直延伸到秘魯和智利以西的寒冷的沿海上升流區(qū)域。模型中這些過度開發(fā)的冷舌會導(dǎo)致相對濕度過高，風(fēng)速過低的赤道環(huán)境。這些使海面溫度對溫室氣體上升非常敏感。因此，模型冷舌在過去的幾十年里變得非常溫暖。在現(xiàn)實(shí)世界中，靈敏度較低，事實(shí)上，溫室氣體上升所帶來的一些熱量被冷水上涌所抵消從下面。因此，現(xiàn)實(shí)世界的寒冷舌頭比熱帶西太平洋上的水域或南北偏離赤道的水溫度低。這種海面溫度變化的模式然后導(dǎo)致信風(fēng)強(qiáng)化，這使得冷的地下水向上升高，進(jìn)一步冷卻冷舌。

你的模型做了什么，更廣泛使用的模型沒有?

我們的模型實(shí)際上可以追溯到20世紀(jì)80年代早期，當(dāng)時人們首次嘗試使用模型來解釋像厄爾尼諾 - 南方濤動這樣的現(xiàn)象。然后通過在模型中假設(shè)氣候平均狀態(tài)并簡單地模擬來自該擾動的擾動來使問題更簡單是常見的。我們使用了這種方法。通過這樣做，我們能夠在我們的一個簡單模型中顯示，如果我們假設(shè)現(xiàn)實(shí)世界的氣候狀態(tài)，對溫室氣體上升的反應(yīng)在各處變暖，而不是在寒冷的舌頭。相反，如果我們假設(shè)復(fù)雜的最先進(jìn)模型中的偏向氣候狀態(tài)，對溫室氣體上升的反應(yīng)冷舌頭的氣溫升高。因此，這種沿著建模記憶通道的行程允許我們診斷當(dāng)前用于氣候預(yù)測和影響評估的復(fù)雜模型的問題。

如果您的想法是正確的，那么ENSO未來行為的預(yù)測會如何變化?

簡短的回答，我們不知道。一心一意!但是，我們知道ENSO的行為取決于它擾亂事物的平均狀態(tài)。如果我們是正確的，熱帶太平洋正在向一個水域變暖的狀態(tài)移動，而不是在寒冷的舌頭，并且冷的地下水被提升到更接近地表，那么ENSO幾乎肯定會在幅度，頻率和其他方面發(fā)生變化方法。我們需要找出答案。

對人們有什么影響?

他們很多。赤道太平洋的海面溫度影響全球的氣候及其變化。通常，大氣變暖增加了空氣可以保持的水分量，并加強(qiáng)了水分輸送。這往往使亞熱帶干旱地區(qū)更加干燥，熱帶和中緯度濕地更加潮濕。但除了這些變化之外，還會有區(qū)域變化。如果寒冷的舌頭像復(fù)雜的模型所說的那樣溫暖，就像厄爾尼諾現(xiàn)象一樣，它會在某些地區(qū)產(chǎn)生潮濕的趨勢，以抵消北美洲西南部和南美洲的亞熱帶干燥。它還將在東非產(chǎn)生潤濕趨勢，但在赤道南美洲和薩赫勒地區(qū)則呈現(xiàn)干燥趨勢。相反，如果我們是正確的，冷舌頭不會那么溫暖，那么在北美西南部干燥，亞熱帶南美和東非可能比復(fù)雜的模型項(xiàng)目更嚴(yán)重。與此同時，赤道南美和薩赫勒可能會看到更潮濕的條件。在制定氣候影響評估時，情景不應(yīng)局限于復(fù)雜模型。他們還應(yīng)該考慮感冒的情況舌頭繼續(xù)不溫暖。建模者的含義是，他們必須找出他們的模型有偏見的原因，并修復(fù)它們。