全球变暖模拟揭示El Niño/ La Niña温度循环可能结束

模拟表面海温度

利用耦合大气-海洋模式以前所未有的分辨率模拟海洋表面温度。赤道太平洋广泛的波状冷结构与热带不稳定波相对应。在IBS/ICCP超级计算机Aleph上进行了仿真。资料来源:基础科学研究所

迄今为止进行的最高分辨率全球变暖模拟显示,El Niño/ La Niña温度周期可能已经结束。

东太平洋温暖的El Niño和寒冷的La Niña之间的循环(通常被称为El Niño-Southern振荡,ENSO)至少在过去11000年里一直没有重大中断。根据发表在该杂志上的一项新研究,这种情况在未来可能会改变自然气候变化由来自韩国釜山国立大学IBS气候物理中心(ICCP)、德国汉堡马克斯·普朗克气象研究所和美国夏威夷大学ʻi Mānoa的科学家组成的团队。

该团队通过了一系列全球气候模型模拟,海洋中前所未有的空间分辨率,10公里,在大气层中25公里。Boosted by the power of one of South Korea’s fastest supercomputers (Aleph), the new ultra-high-resolution climate model simulations can now realistically simulate tropical cyclones in the atmosphere and tropical instability waves in the equatorial Pacific Ocean (see Fig. 1 in study), which both play fundamental roles in the generation and termination of El Niño and La Niña events. “Our supercomputer ran non-stop for over one year to complete a series of century-long simulations covering present-day climate and two different global warming levels. The model generated 2 quadrillion byteS.数据的;足以填补大约2,000个硬盘,“Sun-Seon Lee博士说实验。

通过分析这一庞大的数据集,该团队将重点放在了一个长期存在的问题上:ENSO将如何对不断增加的温室气体浓度做出反应。“两代气候科学家使用不同复杂性的气候模型研究了这个问题。有些模型模拟较弱;另一些人预测,未来气候变暖,东太平洋地区的温度波动会更大。目前还没有定论。通讯作者之一、ICCP主任Axel Timmermann教授说。他补充说:“这些模型的共同之处在于,它们模拟的加拉帕戈斯群岛以西的赤道太平洋的温度与观测值相比总是太冷。这使得他们无法恰当地代表积极和消极反馈过程之间的微妙平衡在enso循环中很重要。“

通过以最高的计算可能的解决方案捕获小规模气候流程,国际刑事委员会能够缓解这些海洋温度偏差,从而大幅改善ENSO的代表及其对全球变暖的反应。“计算机模拟的结果很清楚:CO2浓度会减弱ENSO温度循环的强度“在德国Max Planck气象研究所的ICCP博士博士博士博士博士说,德国汉堡的Max Planck气象研究所。

通过在耦合大气/海洋系统中追踪热量,科学家们确定了恩索系统崩溃的主要罪魁祸首:由于水蒸气的蒸发,未来ElNiño的事件将更快地失去大气的热量,这有呼吸海洋的倾向。此外,东部和西部热带太平洋的未来温差降低也将在ENSO循环期间抑制温度极值的发展。然而,这两个因素部分抵消了热带不稳定波的预计未来弱化(参见图1中的研究)。通常,这些海浪可以包含高达30%的地球整个圆周,在LaNiña条件下发展。它们用温暖的赤道水更换更冷的赤道水,从而加速了LaNiña事件的消亡。解决这些波的详细结构的新计算机模拟证明了ENSO的相关负反馈将来会削弱。

“ENSO系统中的正面和负面反馈之间存在拔河,这在温暖的气候中提示到负面。这意味着未来ElNiño和LaNiña的活动不再能够发展他们的全部幅度“评论ICCP校友会Malte Stuecker教授,研究中心和现在的国际太平洋研究中心的研究中心和现在的助理教授和夏威夷国际太平洋研究中心在Mānoa。

尽管根据这项新研究的人类诱导的变暖,但随着这项新的研究,最迄今为止的赤道太平洋温度的波动,但埃尔尼诺和拉尼娜相关的降雨极端的相应变化将继续增加,因为加剧较温暖的气候中的水文循环,如近期科学家来自国际委员会的科学家及其国际合作者的研究。

“我们的研究文件,不减的变暖可能会使世界上最强大的自然气候摇摆沉默,这已经运营了数千年。我们尚不了解这种潜在的没有模数形势的生态后果“Axel Timmermann说,”但我们渴望找到答案。“

参考文献:《未来高分辨率El Niño/南方涛动动力学》,Christian Wengel, sun - selee, Malte F. Stuecker, Axel Timmermann, Jung-Eun Chu and Fabian Schloesser, 2021年8月26日,自然气候变化
DOI: 10.1038 / s41558 - 021 - 01132 - 4

2的评论“全球变暖仿真揭示了ElNiño/ LaNiña温度周期的可能结束”

  1. “全球变暖仿真揭示了ElNiño/laniña的可能结束......”

    几乎一切皆有可能。更重要的问题是“概率是多少?”在气候学中,概率问题常常被忽视!

    “我们的计算机模拟结果很清楚:不断增加的二氧化碳浓度将削弱ENSO温度循环的强度……”

    这不是很准确!二氧化碳本身并不影响ENSO的温度循环。一个经常引起问题的未阐明的假设是,二氧化碳将导致某种程度的变暖,而模型预测这种程度的变暖将削弱ENSO。如果这个假设是错误的,那么这个预测就没有意义了!

    文章声称ENSO循环至少持续了11000年。然而,发生在大约5000到9000年前的全新世气候最适期甚至比现在更温暖,或者与预测的不远的将来一样。然而,作者不承认ENSO周期显然在那时继续。那么,它为什么不应该在不久的将来这样做呢?

    通常接受旧的全球循环模型耗尽温暖,与观察相比,最近的模型运行甚至更加温暖。在过去的40年中,在缩小大气中二氧化碳加倍的预期估计中,没有重大进展。各种作者提出了约+/- 0.5 k(开尔文)至5.5 k的范围,平均约为3 k。直到可以减少这种范围,这篇文章的练习非常少的可信度。作者暗示了恩科不确定性已被解决,因为西赤道太平洋的模型温暖增加。如果他们的模型是错误的吗?

    这是有趣的。然而,如果认为这是对这个话题的最后定论,那就错了。

  2. ENSO指标上的数据返回到1870年。二氧化碳在预工业水平。每月Mauna LOA CO2和每月NINO 3.4指数之间没有相关性,至少自1982年以来。通常忘记ENSO由三个部分制成,而不仅仅是两个。El-Nino和La-Nina之间是中性条件,有时称为El-Nada。所有三个随着时间的推移没有与二氧化碳的关系。计算机仿真不能复制,并且由于CO2高架而预测降速。自1880以来的全局平均温度异常在2016年的14.0°C至14.83°C上升得小于1度。

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