„Pauza w ociepleniu” a wiatry nad Pacyfikiem

W minionych 10-15 latach spowolnił wzrost średniej temperatury przy powierzchni Ziemi. Badacze wiążą to z przebiegiem cyklicznych zmian na Pacyfiku. Artykuł opublikowany w Nature Climate Change (England i in., 2014) wskazuje, że wyjątkowo silne pasaty kierują nadwyżkę energii globalnego ocieplenia w głąb oceanów. Ale jak długo to potrwa?

Ocean Spokojny

Ocean. Zdjęcie: Victor Savushkin, Dreamstime.

Choć w ostatnim czasie spadło tempo wzrostu temperatury powietrza przy powierzchni Ziemi, liczne badania pokazują, że planeta wciąż szybko akumuluje energię. Wskazuje to, że „spowolnienie ocieplenia” jest związane nie tyle z jakimś czynnikiem wpływającym na bilans energetyczny planety jako całości (jak na przykład spadek aktywności słonecznej lub wzrost ilości unoszących się w atmosferze zanieczyszczeń), lecz raczej z przepływami ciepła wewnątrz ziemskiego systemu klimatycznego.

Uwagę zwraca w szczególności tempo, w którym w ostatnich 10-15 latach rośnie energia termiczna oceanów - nie ma ono precedensu w ostatnim półwieczu. Badania kierowane przez Masahiro Watanabe z japońskiego Instytutu Badań Atmosfery i Oceanu sugerują, że jest to rezultatem znacznie silniejszego od oczekiwanego przepływu ciepła w głębiny oceaniczne. W zgodzie z wynikami symulacji komputerowych, przeprowadzonych przez zespół Geralda A. Meehla, Watanabe stwierdził, że od czasu do czasu mogą występować „dekady przerwy”, kiedy to temperatura powietrza nie rośnie, bo ciepło transferowane jest w głębiny oceanów. W 2013 roku analiza Kosaka i Xie, 2013 [pełna wersja] pokazała, że wynik symulacji komputerowych jest zgodny z rzeczywistym stanem klimatu ostatnich 10-15 lat, o ile w symulacjach uwzględni się zmiany temperatury powietrza nad Pacyfikiem związane w występowaniem zjawisk El Niño i La Niña.

Nowa analiza (England i in., 2014) pomaga wyjaśnić, jak i dlaczego większa ilość ciepła przepływa w głąb oceanów. Wyraźne przyspieszenie wiejących w okolicach równikowych pasatów, połączone z tak zwaną ujemną fazą cyklu Pacyficznej Oscylacji Międzydekadalnej (zjawisko podobne do Pacyficznej Oscylacji Dekadalnej, ale obejmujące zarówno południowy, jak północny Pacyfik), nasiliło ruchy mas wody w oceanie. W efekcie wielkie masy ciepłej wody opadły w głąb oceanu, jednocześnie na powierzchnię wyniesione zostały zimne wody głębinowe. W rezultacie na powierzchni nastąpił spadek temperatury. Bezprecedensowe jest i tempo akumulacji energii termicznej w głębokich warstwach oceanu, i obserwowane wzmocnienie pasatów. Pokazuje to dolny wykres na rysunku 1.

Wykres temperatur

Rysunek 1. Górny wykres: odchylenie temperatury powierzchni Ziemi od średniej z lat 1951-1980. Dolny wykres: odchylenie od średniej naprężenia ścinającego – oddziaływania pasatów równikowych na powierzchnię oceanu (w pasie równikowym 6S-6N). 20CR, ERA oznaczają dwa kompleksowe zbiory danych (reanaliz) globalnej cyrkulacji atmosferycznej. Symbole –IPO i +IPO oznaczają odpowiednio ujemną i dodatnią fazę Pacyficznej Oscylacji Międzydekadalnej. Źródło England i in., 2014.

Obserwowane przyspieszenie pasatów równikowych jest nie tylko bezprecedensowe, ale też znacząco przekracza przewidywania modeli klimatu – nic dziwnego więc, że te ostatnie mają problemy z odtworzeniem obserwowanego ostatnio „spowolnienia ocieplenia” powierzchni. Kluczowe jest to, że oscylacje to… oscylacje, a więc po jakimś czasie zmieniają fazę, co – jak zauważa England – oznacza, że wzmocnione pasaty i szybsza akumulacja ciepła przez ocean są tylko chwilowe:

Akumulacja ciepła [w oceanie] na pewno nie będzie trwała: nasze badania sugerują, że kiedy siła pasatów powróci do normy – co jest nieuniknione – ciepło znów zacznie szybko gromadzić się w atmosferze. Wygląda więc na to, że po okresie pauzy globalne temperatury ruszą ostro w górę, powracając do prognozowanego poziomu w krótkim czasie, rzędu dekady.

W pracy szacuje się, że wzmożony transfer ciepła do oceanów przez silniejsze pasaty ,,może odpowiadać za 0,1-0,2°C spadku temperatury powierzchni w ostatnich 10-15 latach”. W dużym stopniu wyjaśniałoby to spowolnienie tempa ocieplenia powierzchni, zwłaszcza po uwzględnieniu opublikowanej niedawno analizy Cowtana i Waya (2013) pokazującej, że rzeczywiste spowolnienie ocieplenia powierzchni jest mniejsze, niż wcześniej uważano. Jak zauważył Kevin Cowtan,: „profesor England odkrył największy element układanki obserwowanych ostatnio trendów temperatury”.

Na rysunku 2 England porównuje obserwowane zmiany temperatury powierzchni (linia czarna) z modelami wykorzystanymi w Czwartym i Piątym Raporcie IPCC (linia czerwona) oraz prognozami uzyskanymi za pomocą modeli uwzględniających zmiany pasatów (linie niebieska i zielona). Modele uwzględniające zmiany w pasatach potrafią trafnie odtworzyć obserwowane spowolnienie ocieplenia. Jednocześnie, kiedy tylko cykl Pacyficznej Oscylacji Międzydekadalnej (IPO) odwróci się i powróci do wcześniejszych poziomów, modele przewidują przyspieszone ocieplanie się powierzchni.

Wykres - odchyleń temperatur

Rysunek 2. Roczne (szare prostokąty) i pięcioletnia średnia (czarna linia ciągła) pomiarów zmian średniej temperatury powierzchni Ziemi. Średnie prognoz z wielu modeli CMIP3 i CMIP5 modeli względem roku 2000 wykreślono czerwoną linią przerywaną, a ich zakres czerwonym tłem. Błękitna, niebieska i fioletowa linia przerywana, wraz z niebieskim przedziałem, wskazują prognozy uwzględniające powodowane przez pasaty ochłodzenie powierzchni, uzyskane za pomocą modeli oceanu (OGCM) w trzech scenariuszach: ostatnio obserwowanego trendu utrzymującego się do 2020 roku, a następnie stabilizującego się na poziomie neutralnym (fioletowa linia przerywana); trendu stabilizującego się na poziomie neutralnym w 2012 roku (niebieska linia przerywana); odwrócenia trendu w 2012 roku, a następnie stabilizującego się na poziomie neutralnym do 2030 roku (linia błękitna). Czarna, ciemnozielona i jasnozielona linia przerywana odpowiadają analogicznym scenariuszom, ale obliczonym za pomocą pełnych modeli ziemskiego systemu klimatycznego.Cieniowane przedziały pokazują zakres prognoz modeli. Źródło England i in., 2014.

Dzięki pracy Englanda wyłania się spójny obraz: wzrost siły pasatów powoduje wzmożone mieszanie wód Pacyfiku i większy transport ciepła w głębiny oceaniczne, co prowadzi do czasowego spowolnienia wzrostu temperatury powierzchni. Cykl IPO może wyjaśnić około połowy zmian w zachowaniu wiatru, klimatolodzy badają inne wpływające nań czynniki. Kolejnym elementem układanki będzie wyjaśnienie przyczyny bezprecedensowego wzrostu intensywności pasatów.

England stwierdza, że kiedy tylko faza Pacyficznej Oscylacji Międzydekadalnej odwróci się, temperatura powierzchni szybko wzrośnie, odrabiając straty, tak jakby „opóźnienie ocieplenia” w ogóle nie miało miejsca.

Trzeba to sobie jasno powiedzieć: obecna pauza w ociepleniu nie powinna nas uspokajać – to tylko przerwa przed następnym nieuniknionym wzrostem temperatury globalnej.

Marcin Popkiewicz na podst. SkepticalScience, konsultacja merytoryczna prof. Szymon Malinowski

Opublikowano: 2014-04-28 21:00
Tagi

globalne ocieplenie El Nino - La Nina ocean pomiary i obserwacje

Fundacja UW
Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień przeglądarki oznacza akceptację polityki cookies.