Klimaatveranderingen door snel verergerende El Niño-cycli
Nieuwe studie onthult veranderingen in El Niño-Southern Oscillation door broeikaswarming
Een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications toont aan dat de El Niño-Southern Oscillation (ENSO), een belangrijke factor van wereldwijde klimaatvariabiliteit, naar verwachting een ingrijpende transformatie zal ondergaan als gevolg van broeikasverwarming.
Met behulp van hoog-resolutie klimaatmodellen heeft een team van onderzoekers uit Zuid-Korea, de VS, Duitsland en Ierland vastgesteld dat ENSO de komende decennia snel kan intensiveren en kan synchroniseren met andere belangrijke klimaatfenomenen. Dit zal de wereldwijde temperatuur- en neerslagpatronen ingrijpend veranderen tegen het einde van de 21e eeuw.
De studie voorspelt een abrupte verschuiving binnen de volgende 30-40 jaar van onregelmatige El Niño-La Niña-cycli naar zeer regelmatige oscillaties, gekenmerkt door versterkte schommelingen in de zeewatertemperatuur (SST). “In een warmer wereld kan de tropische Stille Oceaan een soort klimaatscheiding ondergaan, waarbij het van stabiel naar onstabiel oscillatoir gedrag overschakelt. Dit is de eerste keer dat dit type overgang ondubbelzinnig is geïdentificeerd in een complex klimaatmodel,” zegt Prof. Malte F. Stuecker, hoofdauteur van de studie en directeur van het International Pacific Research Center aan de Universiteit van Hawaïʻi in Mānoa, VS.
“Versterkte lucht-zeekoppeling in een opwarmend klimaat, in combinatie met variabeler weer in de tropen, leidt tot een overgang in amplitude en regelmaat,” voegt hij eraan toe.
Volgens de geanalyseerde simulaties van hoog-resolutie computer modellen, worden de sterkere en meer regelmatige ENSO-cycli ook verwacht te synchroniseren met andere klimaatfenomenen, waaronder de Noord-Atlantische Oscillatie (NAO), de Indische Oceaan Dipool (IOD) en de Tropische Noord-Atlantische (TNA) modus. Dit is vergelijkbaar met hoe meerdere zwak met elkaar verbonden slingerpendules zich aanpassen om met dezelfde frequentie te zwaaien.
“Deze synchronisatie zal leiden tot sterkere neerslagfluctuaties in regio’s zoals Zuid-Californië en het Iberisch Schiereiland, wat het risico op hydroklimatische ‘whiplash’-effecten vergroot,” zegt Prof. Axel Timmermann, corresponderende auteur van de studie en directeur van het IBS Center for Climate Physics aan de Pusan National University in Zuid-Korea. “De verhoogde regelmaat van ENSO zou seizoensgebonden klimaatvoorspellingen kunnen verbeteren; echter, de versterkte effecten zullen een verbeterde planning en aanpassingsstrategieën vereisen,” voegt hij toe.
De studie maakt gebruik van het Alfred Wegener Instituut Klimaatmodel (AWI-CM3), met een horizontale resolutie van 31 km in de atmosfeer en 4-25 km in de oceaan, om klimaatresponsen onder een hoog-emissie broeikasgas-scenario te simuleren. Waarnemingsgegevens en simulaties van andere klimaatmodellen werden ook geanalyseerd om de bevindingen te valideren.
“Onze simulatie resultaten, die door sommige andere klimaatmodellen worden ondersteund, tonen aan dat het toekomstige gedrag van ENSO voorspelbaarder kan worden, maar de versterkte effecten zullen aanzienlijke uitdagingen met zich meebrengen voor samenlevingen wereldwijd,” zegt Dr. Sen Zhao, co-hoofdauteur van de studie en onderzoeker aan de Universiteit van Hawaïʻi in Mānoa.
De nieuwe studie benadrukt het potentieel voor antropogene klimaatverandering om de kenmerken van ENSO fundamenteel te veranderen, en de interacties met andere klimaatprocessen, zelfs in gebieden ver van de tropische Stille Oceaan, zoals Europa. “Onze bevindingen benadrukken de noodzaak van wereldwijde voorbereidheid om intensievere klimaatvariabiliteit en de cascade-effecten op ecosystemen, landbouw en watervoorraden aan te pakken,” zegt Prof. Timmermann.
In de toekomst zal het team de onderliggende wereldwijde synchronisatieprocessen verder onderzoeken in andere simulaties van hoog-resolutie klimaatmodellen, waaronder die met een resolutie van 9 km en 4 km, recent uitgevoerd op de Aleph-supercomputer in Zuid-Korea.
