Jak poziom morza Pacyfiku przewiduje wzrost temperatury powierzchni?

Nowy raport pokazuje, że zmiany poziomu morza w Oceanie Spokojnym pozwalają naukowcom oszacować przyszłe średnie temperatury powierzchni na świecie.

Na podstawie poziomu morza Oceanu Spokojnego w 2015 r. geolodzy szacują, że do końca 2016 r. średnia temperatura powierzchni na świecie wzrośnie do 0.5 F (0.28 C) więcej niż w 2014 r.

Tylko w 2015 roku średnia globalna temperatura powierzchni wzrosła o 0.32 F (0.18 C).

„Nasza prognoza obowiązuje do końca 2016 roku” — mówi pierwsza autorka, Cheryl Peyser. „Prognoza jak dotąd wygląda na cel”.

Naukowcy wiedzieli, że zarówno tempo wzrostu globalnej temperatury powierzchni, jak i poziom morza na zachodnim Pacyfiku były różne, ale nie powiązali tych dwóch zjawisk, mówi Peyser, doktorant z nauk o Ziemi na Uniwersytecie Arizony.


wewnętrzna grafika subskrypcji


„Posługujemy się poziomem morza w inny sposób, wykorzystując wzorzec zmian poziomu morza na Pacyfiku, aby spojrzeć na globalną temperaturę powierzchni – a nie robiono tego wcześniej” – mówi.

Peyser i jej koledzy wykorzystali pomiary zmian poziomu morza wykonane przez satelity NASA/NOAA/europejskie od 1993 roku.

Wykorzystanie wysokości powierzchni morza zamiast temperatury powierzchni morza zapewnia dokładniejsze odzwierciedlenie ciepła zmagazynowanego w całej kolumnie wody, mówi współautor Jianjun Yin, profesor nadzwyczajny nauk o Ziemi. „Jesteśmy pierwszymi, którzy wykorzystali obserwacje poziomu morza do ilościowego określenia globalnej zmienności temperatury powierzchni” – mówi Yin.

Jak huśtawka

Zespół odkrył, że kiedy poziom morza na zachodnim Pacyfiku podnosi się ponad przeciętnie – tak jak miało to miejsce w latach 1998-2012 – wzrost globalnej temperatury powierzchni spowalnia. Z drugiej strony, kiedy poziom morza spada na zachodnim Pacyfiku, ale wzrasta na wschodnim Pacyfiku, tak jak miało to miejsce w 2015 roku, globalna temperatura powierzchni wzrasta, ponieważ ciepło zmagazynowane w oceanie jest uwalniane, mówi Yin.

Ludzie już wiedzieli, że tropikalny Ocean Spokojny jest stosunkowo wyższy na zachodzie — pasaty wieją ze wschodu na zachód, spiętrzając wodę po zachodniej stronie Pacyfiku.

Jednak stopień nachylenia z zachodu na wschód zmienia się w czasie, podobnie jak huśtawka. Czasami zachodni Pacyfik w pobliżu Azji jest znacznie wyżej niż wschodnie wybrzeże oceanu z Amerykami. Innym razem poziom morza Pacyfiku na zachodzie jest niewiele wyższy niż poziom morza na wschodzie.

Inni udokumentowali, że dwa różne cykle klimatyczne, Pacyficzny Dekadal Oscylacyjny i cykl El Niño/La Niña, miały wpływ na to, jak bardzo powierzchnia Oceanu Spokojnego przechylała się z zachodu na wschód.

Od 1998 do 2012 r. tempo wzrostu globalnej temperatury powierzchni spadło – zjawisko nazwane „globalną przerwą w ociepleniu”. W tym samym czasie poziom morza w zachodnim tropikalnym Pacyfiku rósł czterokrotnie szybciej niż średni globalny wzrost poziomu morza.

Yin zastanawiał się, czy te dwa zjawiska – poziom morza i globalna temperatura powierzchni – są ze sobą powiązane i poprosił Peysera, swojego doktoranta, o zbadanie.

Aby dowiedzieć się, czy istnieje związek, Peyser wykorzystał najnowocześniejsze modele klimatyczne, które pokazują, co zrobiłby system klimatyczny w przypadku braku globalnego ocieplenia. Modele wykazały, że zmiany poziomu morza na zachodnim Pacyfiku były skorelowane ze zmianami globalnej temperatury powierzchni. Weryfikacja korelacji umożliwiła naukowcom obliczenie liczbowej zależności między wielkością nachylenia a globalną temperaturą powierzchni.

Gdy naukowcy uzyskali korelację, wykorzystali rzeczywiste dane z poziomu Pacyfiku z satelitów, aby obliczyć wkład Oceanu Spokojnego w globalną temperaturę powierzchni.

„Odkryłam, że w latach, gdy nachylenie było duże na zachodnim Pacyfiku, średnia globalna temperatura była niższa”, mówi. „A kiedy huśtawka jest przechylona bardziej w kierunku wschodniego Pacyfiku, jest cieplej”.

„Możemy powiedzieć, że przy pewnej zmianie nachylenia można spodziewać się pewnej zmiany temperatury”, mówi. „Zmienność naturalna jest naprawdę ważną częścią cyklu klimatycznego”.

Ocieplająca przerwa

Zrozumienie zmienności ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia mechanizmów leżących u podstaw ocieplenia, mówi Yin.

Podczas przerwy w globalnym ociepleniu więcej ciepła było magazynowane w głębszych warstwach zachodniego Pacyfiku, tłumiąc ocieplenie na powierzchni, twierdzą naukowcy. Ponieważ cieplejsza woda rozszerza się, to zmagazynowane ciepło przyczyniło się w tym czasie do ekstremalnego wzrostu poziomu morza na zachodnim Pacyfiku.

Począwszy od 2014 roku nachylenie oceanu zaczęło się spłaszczać, gdy cykl klimatyczny zmienił się na wzór El Niño. Ciepło zmagazynowane wcześniej w oceanie było uwalniane, ogrzewając powierzchnię Ziemi i obniżając poziom morza na zachodnim Pacyfiku.

Yin była zaskoczona, że ​​Ocean Spokojny odgrywa tak ważną rolę w globalnej temperaturze powierzchni. „Nasze badania pokazują, że wewnętrzna zmienność globalnego systemu klimatycznego może ukrywać antropogeniczne globalne ocieplenie, a innym razem wewnętrzna zmienność systemu może zwiększać antropogeniczne ocieplenie” – mówi.

Następnym krokiem, jak mówi, jest odkrycie mechanizmów, które umożliwiają Pacyfikowi tak szybką zmianę globalnej temperatury powierzchni.

Artykuł ukazuje się w Internecie w Listy badań geofizycznych. NASA sfinansowała badania, m.in. poprzez strategiczny uniwersytecki program partnerski badawczego Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA.

Źródło: University of Arizona

Powiązane książki

at Rynek wewnętrzny i Amazon