正如孙子所说,你应该了解你的敌人——没有比厄尔尼诺现象更可怕的敌人了,厄尔尼诺现象是一种随机的气候现象,可以摧毁一切自然奇观,例如诸如“经济”。
不幸的是,我们对这种天气模式的了解充其量只是参差不齐:我们无法提前很长时间预测它,因为它不遵循既定的时间表;我们不知道到底是什么原因造成的;并且每次发生这种情况时,。简而言之,整个地球都受到这个“小男孩”的摆布。
但是等等!情况变得更糟——因为根据奥地利因斯布鲁克研究人员今年的几篇论文,我们实际上知道的可能比我们想象的还要少。
什么是厄尔尼诺现象?
您以前可能听说过厄尔尼诺现象,但了解其背后的相互作用 - 以及因此,我们的知识如何因这些新研究而改变 - 是。
一方面,从气象学的角度来看,这只是图片的一半。 “厄尔尼诺现象和拉尼娜现象是自然发生的气候现象厄尔尼诺南方涛动 (ENSO) 的两个阶段,”伦敦帝国理工学院的研究人员解释道。格兰瑟姆研究所。
“[ENSO] 导致地球气候每年发生最剧烈的变化,”它继续说道。 “厄尔尼诺现象的特点是全球气温升高,而拉尼娜年份通常较凉爽。”
即使在今天,这两种天气模式何时以及为何发生仍然是一个谜。我们知道,一般来说,厄尔尼诺现象比拉尼娜现象更频繁,并且两者平均持续时间为 9 到 12 个月,但这两种事件都没有规律地发生。我们最多能说的是,它们每两到七年左右就会出现一次。
“在太平洋的正常情况下,信风沿着赤道向西吹,将温暖的海水从南美洲吹向亚洲,”解释美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 关于这一现象的情况说明书。 “为了取代热水,冷水从深处升起——这个过程称为上升流。”
但“厄尔尼诺和拉尼娜是两种相反的气候模式,打破了这些正常条件,”该机构继续说道。厄尔尼诺现象期间,太平洋风减弱,东部冷水上涌减少,并将温暖的潮汐推向美洲西海岸;整个太平洋的海面温度可能上升高达 4°C (7°F),并且全球范围内的大气环流模式可能会受到影响。
东北大学全球复原力研究所联席主任奥鲁普·甘古利在一份报告中表示:“厄尔尼诺现象导致全球天气模式发生许多变化。”陈述今年十月。
“这被称为‘跷跷板’效应,”他补充道:这种现象经常带来北美和南美西海岸的风暴更加频繁和强烈,同时导致非洲和南亚干旱。
厄尔尼诺现象的驱动因素是什么?
我们可能不知道究竟是什么引发了厄尔尼诺事件,但科学家们一段时间以来一直怀疑是什么控制了这些剧烈天气现象的模式。其中一个想法——所谓的“双极跷跷板机制”——已被广泛接受。另一个——与太阳磁周期的联系——则不那么重要。猜猜新研究支持哪一项?
“我们的发现……[挑战]双极跷跷板假说,”发表在《创新地球科学》上的一篇新论文指出。 “虽然两极跷跷板假说在大西洋地区得到了充分支持,但其与全球千禧年规模气候变化的相关性仍然不确定。”
研究人员指出,该假说旨在回答的问题是千年规模气候变化的原因——这一直是“古气候科学中的一个长期挑战”。尽可能简单地说,它表明它的变化大西洋经向翻转环流,或AMOC——一个将温水从热带带入北大西洋的大型洋流系统——控制着南半球的气候变化。
“这个概念假设一个会阻碍向北的热流,导致热量在南半球积聚。”研究人员解释道。 “随着AMOC稳定下来,向北的气流将恢复,导致南半球变冷。”
但研究小组写道,如果假设正确,那么我们应该期望太平洋的气候记录与大西洋的气候记录一致。事实证明,他们不是。
他们怎么知道?幸运的是,我们以格陵兰冰芯的形式对大西洋的气候历史有非常好的记录。它们是“在器乐时代之前重建气候的最佳工具之一”根据英国南极调查局冰芯团队负责人莉兹·托马斯 (Liz Thomas)一切从几千年来的证据。
但事实证明,在太平洋寻找相同历史的记录有点棘手——这就是为什么研究人员没有寻找冰,而是寻找被称为洞穴沉积物的洞穴沉积物来获取信息。
“我们报告了一份来自阿拉斯加的独立年代的高纬度洞穴代理记录,它为北太平洋气候提供了宝贵的见解,”论文报道。 “我们的研究结果表明,这个洞穴记录与格陵兰冰芯记录并不同步......[但]与热带太平洋[记录]一致。”
那么,如果不是行星游乐场装置造成了数千年的 ENSO 周期,那么它又是什么呢?
沃克开关
正是在这里,我们发现了奥地利团队的第一个重大成果:他们所谓的“沃克开关”的存在。
以沃克环流命名——ENSO 的“大气伙伴”根据气象学家 Tom Di Liberto – 提议的沃克转换机制将 ENSO 事件归咎于两个独立但相互交织的现象。第一个是所谓的“海洋恒温器”机制:它“推断,如果整个热带地区变暖,那么太平洋西部的变暖程度将高于东部,因为东部强烈的上升流和表面辐散移动了一些热量向极地方向发展,”研究人员解释道。
他们写道:“因此,东西向的温度梯度将加强,导致东风加强,进一步增强纬向温度梯度。” “这个过程会导致类似拉尼娜现象的平均状态,以应对太阳强迫的增加。”
但研究小组发现,有时气候记录与他们的预期并不完全相符(如果这就是所发生的一切)。相反,他们认为,一旦超过某个阈值,这种恒温关系可能会减弱:他们假设,来自太阳的辐射过多,并且海洋上的表面温度甚至足以使沃克环流变得比恒温器机制更具影响力。
因斯布鲁克大学地质系研究员、论文合著者保罗·威尔科克斯表示,“‘沃克转换’概念有助于我们更好地解释影响赤道太平洋和北纬地区气候动态的各种因素之间复杂的相互作用。”这两项研究中,在陈述。
当然,这只是一个假设。 “我们承认这种概念机制目前很难完全证明,”作者承认。
“尽管如此,”他们说,“根据现有证据,它为几个气候之谜提供了可行的解决方案。”
来自太阳的辐射?这就是你之前说的吗?
不完全是。看,沃克所有的转变都是为了在几千年的尺度上解释厄尔尼诺现象——但当涉及到短期模式时,就会发生一些更加科幻的事情。
几年前,来自马里兰大学和国家大气研究中心的一组科学家做了一项研究有争议的建议:ENSO 模式与太阳的磁周期有关。虽然确切的机制过去和现在仍是模糊的,但他们的证据似乎确实表明厄尔尼诺和拉尼娜之间的转换往往与太阳周期中所谓的“终结者事件”一致(听起来比实际情况更糟糕) – 这基本上只是太阳的新年)。
“我们并不是第一批研究太阳变化如何驱动地球系统变化的科学家,”说鲍勃·利蒙 (Bob Leamon),马里兰大学副研究科学家,该书的合著者提出链接的论文回到2021年。“但我们是第一个应用22年太阳钟的。”结果——五个连续的终结者与厄尔尼诺振荡的转变相一致——不太可能是巧合。”
起初,许多其他气候科学家对此表示怀疑。太空天气物理学家塔米莎·斯科夫 (Tamitha Skov) 表示:“我不会将这项工作的结果本身称为‘结论’。”华盛顿邮报当时; “更像是迈向新方向的踏脚石。”
但因斯布鲁克团队于 10 月份发表在《地球物理研究快报》杂志上的第二篇论文似乎支持了这一假设——至少在某种程度上是这样。通过分析阿拉斯加东南部的洞穴,研究人员能够推断出太阳辐射对当地气候影响的记录——事实上,他们写道,“过去 3,500 年来,ENSO 受到太阳辐照度的显着影响。”
但就在最近——大约 50 年前——这种关系开始破裂。原因是什么?你猜对了:我们的老朋友。
“ENSO 现在主要是人为强迫,”作者写道。 “这意味着需要将新的 ENSO 平均状态纳入未来的气候预测中。”
那么这里的要点是什么?
这两篇论文结合起来传达了一个非常简单的信息:我们知道的并不像我们想象的那么多。
但我们正在实现这一点。有了这些新的假设,也许我们离解开“小男孩”背后的机制又近了一步。。