帖子:为什么气候变化将导致更多的“强大”印度洋偶极子事件

2019 - 20的春末和夏季,澳大利亚经历了它的一个最严重的森林大火的季节纪录。现在被称为“黑夏天”,超过18公顷的燃烧造成数十亿美元的经济损失。

虽然澳大利亚正在经历要比平常干燥得多条件,东非和印度收到广泛的强降雨。这导致山体滑坡,成千上万的人无家可归,造成指数增长的蝗虫。这瘟疫影响一些国家,使数以百万计的人民面临严重的粮食不安全。

山火和蝗灾可能乍一看似乎是无关的,但他们都与一个因素——一种气候现象被称为印度洋偶极子(IOD)。

IOD——有时被称为一个“邻居”的厄尔尼诺-南方涛动——描述一个周期的转变海洋表面温度在印度洋的两端。

在一项新的研究中,发表在自然气候变化,我们表明,强大的“正面”IOD事件——类似2019年预计将增加在更温暖的气候。

印度洋偶极子

碘是发表的论文中首次发现自然在1999年。作者描述了现象有积极、中性和负面的阶段,他们使用“偶极子模式”指数量化(DMI)。这种“偶极子”计算根据海洋表面温度的差异(太平洋)之间的两个“两极”位于印度洋西部和东部。

下图所示,一个积极的IOD事件与异常温暖的印度洋赤道西太平洋和异常寒冷的太平洋东部。在积极IOD事件,这些寒冷的太平洋导致减少蒸发和在澳大利亚东南部条件要比平常干燥得多。

同时,温暖的太平洋印度洋西部带来降雨增加在非洲东部的部分地区和印度。

负IOD事件——所示——是相反的,酷的太平洋的西部和东部地区气温高于正常太平洋。同样,他们对周边国家的影响是相反的,与澳大利亚经历地区条件在南半球的春天在东非和印度是比平时干燥。

然而,消极IOD事件往往是弱于积极事件和相关的影响一般不太严重。

新指数

而碘是一种自然发生的现象在地球的气候,这并不意味着它不会受到影响人类造成的气候变暖。考虑一个强大的事件的潜在影响,了解IOD将如何应对气候变暖是至关重要的。

然而,这个任务更加困难,因为当使用传统DMI分析时,气候模型倾向于不同意IOD将如何应对气候变化。

使用DMI假设没有模式多样性之间积极IOD事件——比如一个事件是否一个强或中等,积极事件的模拟风场模式坐落在同一地区的观察。

但研究表明IOD事件显示特定的“口味”,需要考虑。因此,积极捕捉IOD多样性模型更准确地说,我们开发了两个独立的指标——一个“S-index”代表强大的事件和一个适度的“m”。

通过使用这两个指标,每个模型可以表达自己的积极事件的模式,它允许我们去调查他们的更多细节。

你可以看到下面的1982 - 2015年进行比较。上面的图表显示了标准DMI,积极与关键事件在1982年,1994年,1997年、2006年和2015年。

较低的图表显示了S-index(红线)和m(绿色)。这里,强者S-index标识事件在1994年,1997年和2006年,而m捕获突出温和的1982年,1987年和2015年。

变化的变化和频率

使用20气候模型,然后我们的可变性之间S-index和m指标相比当今(1900 - 99)和未来(2000 - 99)ssp5 - 8.5非常高的排放情况。

我们发现有一个相反的响应之间的适度和强阳性IOD事件在我们的模型模拟。十八岁的20个模型模拟m减少可变性,而17岁的20个模型生成S-index可变性的增加。

看着平均变化在所有模式,我们找到一个显著减少16%的中度事件变化和强大的事件增加了22%。相比之下,DMI丝毫没有显著改变模型中的平均水平。

降低m指标变异性将减少52%的频率温和的事件在更温暖的气候。S-index可变性的增加转化为强大的事件增加了66%。

这将意味着强大的事件的频率从一个事件每13年在今天的气候在未来一个事件每八年。

这些预测更一致的模型比DMI -约80 - 85%的模型支持这些发现。和变化的方向是相似的模型使用一个温和的排放场景运行(RCP4.5)。

驱动力

相反的反应的原因是什么?

首先,尽管IOD和ENSO的关系,我们发现预计变化不是由ENSO的变化引起的。

第二,我们需要看看温和派之间的差异模式和强阳性IOD事件。这可以看到下面的数据。上部组地图显示了太平洋和风在秋天不同于通常的强烈活动期间(1994年,1997年和2006年为例),而较低的设置显示了温和相当于事件在1982年,1987年和2005年。

一般来说,强大的事件是由冷却(蓝色阴影)赤道东印度洋,而温和的事件看到大规模变暖在印度洋西部(红色阴影)。

我们的模型预测表明,积极的对比变化导致IOD事件发生的不同的速度变暖热带印度洋。

例如,印度洋的西部和北部地区预计将温暖的快于东部和南部地区。这是由季节性的东南风,提高蒸发在西方。你可以看到太平洋的地图(左)和风(右)所示。

我们还发现对流层大气的最低层————比地球表面变暖更快。这让气氛更加稳定,它抑制不断上升的热空气,称为对流。反过来,这削弱了响应季节性赤道海温异常东风。

这些改变风减弱过程带来温暖的太平洋热带印度洋西部。这削弱了未来气候导致减少可变性在温和的事件。

但强大的事件,更快的平均变暖热带印度洋西部和西北部为对流提供了有利条件。反过来,这加强了东风沿着赤道扩展从中央到西印度洋(见箭头在上面的风地图)。这允许水冷却器浮出水面在东部印度洋——一个功能强大的事件。

因此,虽然有适度减少积极IOD事件,强烈的事件类似于1997年和2019年预计将更频繁地出现在更温暖的气候。