Klimaatverandering in de Tropische Stille Oceaan: Onderzoek onthult blinde vlekken in modellen

Herhaalde en opkomende trends in de zeewatertemperatuur (SST) in de tropische Stille Oceaan.

Over de hele wereld drijft extreem weer een groeiend aantal doden, veroorzaakt het miljarden aan schade, bedreigt het voedsel- en waterzekerheid en escaleert het gedwongen migratie. Toch missen sommige van de meest geavanceerde klimaatmodellen—computer simulaties van het enorme, complexe klimaatsysteem van de aarde, gebaseerd op de wetten van de natuurkunde—cruciale signalen.

Een onderzoeksartikel, gepubliceerd in Nature Communications, co-auteur postdoctoraal onderzoeker Feng Jiang; klimaatwetenschapper Richard Seager, de Palisades Geophysical Institute/Lamont Research Professor aan Columbia Climate School’s Lamont-Doherty Earth Observatory; en Mark Cane, de G. Unger Vetlesen Professor of Earth and Climate Sciences (gepensioneerd), bevat belangrijke bevindingen over waarom klimaatmodellen veel fouten maken.

“Ons werk aan Lamont staat centraal in het debat binnen de klimaatwetenschappelijke gemeenschap en heeft klimaatwetenschappers wereldwijd aangespoord om hun modellen te heroverwegen,” zegt Seager. “De discrepantie is te vinden in de tropische Stille Oceaan. Specifiek de equatoriale koude tong.”

De koude tong is een strook relatief koel water die zich langs de evenaar uitstrekt van Peru naar de westelijke Stille Oceaan, over een kwart van de aardse omtrek. Het heeft de voorspellingen weerstaan door niet op te warmen zoals generaties klimaatmodellen beweren dat het zou moeten.

“Een koude tong die niet opwarmt terwijl de rest van de tropische oceaan dat wel doet, betekent verdroging in het zuidwesten van Noord-Amerika, Oost-Afrika, en het zuidoosten van Zuid-Amerika, maar bevordert natte omstandigheden in andere regio’s zoals het Amazonegebied,” legt Seager uit. “Het betekent ook meer tropische cyclonen in het Atlantische bekken.”

Door de trends in de temperaturen van de koude tong verkeerd te interpreteren, zullen klimaatmodellen ook de projecties van regionale klimaatveranderingen in deze en andere gebieden verkeerd inschatten. Dit is een discrepantie die al meer dan twee decennia wordt opgemerkt. Veel wetenschappers geloofden dat natuurlijke variabiliteit van de El Niño Southern Oscillation de reactie op stijgende broeikasgassen verhulde en dat de equatoriale koude tong uiteindelijk zou beginnen op te warmen en in lijn zou komen met de modellen. Dat is niet gebeurd.

“Al 27 jaar is deze discrepantie tussen de modellen en de waarnemingen er nog steeds. Sterker nog, het is in de loop der tijd groter geworden, niet kleiner,” zegt Seager. “Het is hoog tijd dat de modellen verbeterd worden om beter de processen vast te leggen die de oppervlakte temperatuurreactie op CO2 in de tropische Stille Oceaan bepalen.”

De studie toont voor het eerst aan dat er twee patronen in werking zijn: één die natuurlijke variabiliteit vertegenwoordigt en heen en weer oscilleert, de zogenaamde Interdecadale Stille Oceaan Oscillatie, en één die sinds het midden van de jaren vijftig gestaag opkomt, een trend die de studie het Pacific Climate Change (PCC) patroon noemt. De wetenschappers beweren dat het opkomende PCC-patroon de reactie van de tropische Stille Oceaan op stijgende CO2 is.

“Onze bevindingen bieden een pad om klimaatmodellers te helpen het verschil te zien,” zegt Jiang. “Het hele probleem van hoe de tropische Stille Oceaan reageert op CO2-dwang is van groot belang voor regionale klimaatverandering en zelfs voor de mate van klimaatopwarming die we zullen ervaren.”

Jiang en Seager benadrukken dat er nog veel werk te doen is. Maar dit laatste onderzoek biedt belangrijke richtlijnen voor klimaatmodellers en wijst op de noodzaak om de lang bestaande bias in het simuleren van opkomende patronen aan te pakken, vooral in de koude tongregio, om de projecties van regionale en mondiale klimaatverandering en de impact daarvan op extreem weer te verbeteren.