夏威夷大學馬諾阿大學研究人員領(lǐng)導的一項新研究發(fā)表在本周的《自然通訊》雜志上，該研究表明，在厄爾尼諾事件期間，正確模擬海面以下幾百英尺的洋流變化，即所謂的太平洋赤道暗流。對于減少東部熱帶太平洋未來變暖的預(yù)測的不確定性而言，這是關(guān)鍵。

由于厄爾尼諾-南方濤動(ENSO)的影響，熱帶太平洋的貿(mào)易風和溫度逐年發(fā)生巨大變化，影響了全球的天氣模式。例如，如果熱帶太平洋地區(qū)比往年更暖和貿(mào)易風較弱，那么通常發(fā)生在加利福尼亞的厄爾尼諾事件-洪水泛濫，而印度和東亞的季風破壞將不利于當?shù)氐牡久咨a(chǎn)。相反，在拉尼娜(LaNiña)期間，全球氣候模式隨著溫度降低和熱帶太平洋的強風而逆轉(zhuǎn)。這些自然的氣候波動會影響生態(tài)系統(tǒng)，漁業(yè)，農(nóng)業(yè)以及人類社會的許多其他方面。

用于預(yù)測未來氣候的計算機模型可以正確地預(yù)測由于溫室氣體排放量增加以及與厄爾尼諾和拉尼娜相關(guān)的短期逐年自然氣候變化而導致的全球變暖。

UHMānoa海洋學和國際太平洋研究中心的合著者兼助理教授Malte Stuecker說：“然而，在熱帶太平洋將變暖多少方面存在模型差異。” “最大的差異是在熱帶太平洋東部地區(qū)，那里是加拉帕戈斯群島等敏感生態(tài)系統(tǒng)的所在地。未來東部熱帶太平洋地區(qū)變暖的程度不僅會影響當?shù)氐聂~類和野生生物，還會影響未來世界其他地區(qū)的天氣模式。”

數(shù)十年來，研究人員一直在努力減少熱帶太平洋變暖預(yù)估中持續(xù)存在的模型不確定性。

許多氣候模型模擬強度相似的厄爾尼諾和拉尼娜事件。然而，在自然界中，與厄爾尼諾現(xiàn)象有關(guān)的變暖趨向于比與拉尼娜事件相關(guān)的變冷更強烈。換句話說，雖然在大多數(shù)模型中厄爾尼諾和拉尼娜是對稱的，但它們在本質(zhì)上是不對稱的。

在這項新研究中，科學家分析了觀測數(shù)據(jù)和許多氣候模型模擬，發(fā)現(xiàn)當這些模型更精確地模擬地下洋流變化時，厄爾尼諾和拉尼娜之間的模擬不對稱性增加了，變得更像自然界中看到的那樣。

國家環(huán)境研究所研究副研究員Michiya Hayashi說：“正確識別模擬在當前氣候下與厄爾尼諾和拉尼娜相關(guān)的這些過程的模型可以幫助我們減少未來氣候預(yù)測的不確定性，”日本，并曾在日本大學科學促進會(JSPS)海外研究獎學金的支持下，在馬諾阿大學(UHMānoa)擔任博士后研究員。“只有三分之一的氣候模型可以真實地再現(xiàn)地下電流強度和相關(guān)的海洋溫度變化。”

Stuecker指出：“值得注意的是，在這些模型中，我們看到未來厄爾尼諾和拉尼娜強度的變化與溫室效應(yīng)導致的熱帶變暖模式之間有著非常密切的關(guān)系。”

也就是說，模擬溫室氣體強度將來增加的厄爾尼諾和拉尼娜強度增加的組內(nèi)模型也顯示，由于溫室效應(yīng)，東部熱帶太平洋的變暖趨勢有所增強。相反，模擬未來厄爾尼諾和拉尼娜強度下降的模型顯示，盆地東部地區(qū)溫室氣體引起的變暖較少。這種關(guān)系的存在表明這些模型正在捕獲一種已知的影響氣候的機制，這表明這些模型更加可靠。在三分之二無法正確模擬地下洋流變化的氣候模型中，這種關(guān)系完全消失了。

“正確模擬厄爾尼諾和拉尼娜對預(yù)測熱帶及其他地區(qū)的氣候變化至關(guān)重要。需要開展更多的研究以減少風與海洋之間相互作用的偏差，以便氣候模型可以實際產(chǎn)生厄爾尼諾-拉尼娜不對稱性”，密歇根大學(UHMānoa)大氣科學系合著者兼教授金飛飛補充說。

“在厄爾尼諾和拉尼娜的響應(yīng)溫室強度變化的高度不確定性變暖是另一個尚未解決的問題，” Stuecker說。“更好地了解厄爾尼諾和拉尼娜等地球的自然氣候波動，將減少熱帶及其他地區(qū)未來氣候變化的不確定性。”