Вчені виявили зв'язок між океанічними коливаннями та глобальним потеплінням

Нове дослідження кліматологів показує, що природні океанічні коливання відіграють значно більшу роль у формуванні глобального клімату, ніж вважалося раніше. Згідно з аналізом даних температурних реконструкцій HadCRUT5, дві основні кліматичні осциляції пояснюють 64% варіабельності глобальної середньої температури поверхні з 1950 року.

Атлантична багатодесятилітня осциляція та Західнопівкульний теплий басейн виявилися ключовими факторами, що впливають на глобальні температурні зміни. Додавання до аналізу Південної кільцевої моди підвищує пояснювальну здатність моделі до 77% варіабельності температурних змін.

Західнопівкульний теплий басейн являє собою аномалію, що базується на площі океану з температурою понад 28,5 градуса Цельсія. Ця область розташована приблизно між 7 та 27 градусами північної широти і від 110 градусів західної довготи до 50 градусів західної довготи. Басейн простягається від східної частини Північного Тихого океану біля берегів Мексики, Центральної Америки та Колумбії до Мексиканської затоки, Карибського моря та далеко в Атлантику під час пікової активності у серпні та вересні.

Температура 28,5 градуса Цельсія є критично важливою, оскільки саме при цій температурі починається глибока конвекція в океані. Цей процес має фундаментальне значення для формування погодних систем та кліматичних явищ у регіоні.

Західнопівкульний теплий басейн майже зникає взимку в Північній півкулі та починає формуватися щовесни у східній частині Тихого океану біля берегів Мексики та Центральної Америки. Поширюючись на північний схід через Мексику за допомогою атмосферного мосту, басейн досягає Карибського моря та Мексиканської затоки у червні та липні. Максимального розміру він зазвичай досягає у вересні.

На відміну від західного індо-тихоокеанського теплого басейну, який розташований по обидва боки від екватора, Західнопівкульний теплий басейн повністю знаходиться на північ від екватора. Це географічне розташування має важливі наслідки для регіональних та глобальних кліматичних процесів.

Усі індекси активності атлантичних тропічних циклонів включають багатодесятилітні варіації, які узгоджуються з багатодесятилітніми коливаннями Атлантичної багатодесятилітньої осциляції та атлантичної частини Западнопівкульного теплого басейну, яку іноді називають Атлантичним теплим басейном.

Коли атлантична частина Западнопівкульного теплого басейну є великою, це зменшує вертикальний зсув вітру та збільшує нестабільність тропосфери. Обидва ці фактори сприяють підвищенню ураганної активності в регіоні. Дослідники встановили сильні зв'язки між цим басейном та Атлантичною багатодесятилітньою осциляцією, а також статистичний зв'язок з явищем Ель-Ніньо.

Через екваторіальні атлантичні східні вітри та океанічні течії вода, нагріта сонцем під час літа в Північній півкулі, збирається в Мексиканській затоці та Карибському морі, формуючи ядро Атлантичного теплого басейну. Хоча Гольфстрім відводить значну частину цього тепла, влітку він не встигає справлятися з навантаженням, і вода нагрівається до початку глибокої конвекції.

Глибока конвекція формує високі хмари, які перешкоджають виходу довгохвильового випромінювання та діють як позитивний зворотний зв'язок. Підвищення температури поверхні моря та випаровування призводить до зниження атмосферного тиску на рівні моря, що ще більше збільшує хмарність та формує організовані шторми.

Атлантичні та карибські урагани формуються всередині Западнопívкульного теплого басейну та діють як гігантські кондиціонери, які висмоктують тепло з поверхні моря та переносять його майже до висоти стратосфери у найсильніших штормах. Вони також транспортують тепло аж до Північної Атлантики та Канади. Ці процеси прискорюють транспортування надлишкової енергії у космічний простір.

Урагани часто швидко посилюються як на південь, так і на північ від Куби у серпні та вересні. Западнопівкульний теплий басейн дуже швидко розсіюється після жовтня. Теплові потоки в басейні демонструють чіткі сезонні закономірності.

Аналіз середніх місячних значень за період 1950−2000 років показує, що зміни температури поверхні моря слідують за змінами теплового потоку з затримкою у три-чотири місяці. Межі між охолодженням та нагріванням океану припадають на лютий та серпень.

Довгохвильове випромінювання обчислюється з використанням потоку сірого тіла від поверхні океану з урахуванням зворотного випромінювання від хмар. Прихований потік враховує випаровування, яке є функцією температури поверхні моря та середньої швидкості вітру. Відчутний тепловий потік в основному залежить від швидкості вітру. Середня глибина змішаного шару становить близько 25 метрів.

Западнопівкульний теплий басейн тісно корелює як з аномалією Ніньо-3, так і з аномалією тропічної Північної Атлантики, з коефіцієнтами детермінації 0,68 та 0,63 відповідно. Східна північнотихоокеанська частина басейну дуже тісно корелює з Ніньо-3 без часової затримки. Ніньо-3 та загальний Западнопівкульний теплий басейн мають тримісячну затримку.

Річний розвиток та руйнування Западнопівкульного теплого басейну тісно корелює з сезонними опадами, температурою та штормовою активністю над Північною та Центральною Америкою. Оскільки басейн майже зникає щозими, ключовими місяцями для нього є період з травня по жовтень.

Порівняння середніх значень для цих критичних місяців з глобальною середньою температурою поверхні HadCRUT5 показує тісний зв'язок між цими показниками. Хоча Западнопівкульний теплий басейн обговорюється не так часто, як інші осциляції, він є хорошим предиктором глобальної середньої температури поверхні.

У поєднанні з Антарктичною осциляцією та Атлантичною багатодесятилітньою осциляцією він дуже добре справляється з прогнозуванням температурних змін. Це свідчить про те, що циркуляційні патерни Північної Атлантики та Southern Hemisphere дуже добре корелюють з глобальними кліматичними трендами.