新的奇怪气候模式包括更多剧烈的厄尔尼诺现象

时间:2019-11-25 10:27 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

  

新的奇怪气候模式包括更多剧烈的厄尔尼诺现象

 

  右边是1997年厄尔尼诺的卫星组成,左边是2015年的厄尔尼诺。这两次都是极端的厄尔尼诺现象,新的确凿证据表明,这是一种新的、奇怪的气候模式的一部分。

  令人信服的铁证:在工业时代,厄尔尼诺的波动更加剧烈

  在工业时代,厄尔尼诺现象变得更加严重,这将加剧厄尔尼诺年份的风暴、干旱和珊瑚白化。一项新的研究在太平洋发现了令人信服的证据,表明更强的厄尔尼诺现象是一种新的、奇怪的气候模式的一部分。

  这是第一次有足够的跨越数千年的物理证据汇集在一起,让研究人员能够明确地说:厄尔尼诺、拉尼娜以及驱动它们的气候现象在人类引起的气候变化时期变得更加极端。

  “我们在过去50年里看到的是任何自然变化之外的变化。它跳离基线。事实上,我们甚至在整个工业时代都看到了这种现象。”他说:“在过去50年里,发生了3次非常强烈的厄尔尼诺和拉尼娜现象,但不仅仅是这些。整个模式都很突出。”

  该研究的第一作者帕姆·格罗特(Pam Grothe)将现代珊瑚的温度依赖性化学沉积物与过去7000年相关的海洋表面温度记录进行了比较。在佐治亚理工学院和合作研究机构的合作者的帮助下,格罗特确定了厄尔尼诺南方涛动(ENSO)的模式,即赤道太平洋水域的升温和降温的波动,每隔几年,这两种现象分别引发厄尔尼诺和拉尼娜现象。

  

新的奇怪气候模式包括更多剧烈的厄尔尼诺现象

 

  帕姆·格罗特和阿丽莎·阿特伍德在基里蒂玛蒂岛钻进了一具5000年前的珊瑚化石。ENSO的波动比前工业时代的记录要大25%。研究人员于2019年10月在《地球物理评论快报》杂志上发表了他们的研究结果。这项工作由国家科学基金会资助。

  沉睡的证据

  这些证据曾沉睡在太平洋浅水水域及其周围,在那里,ENSO和厄尔尼诺现象开始出现,直到科布和她的学生们将空心钻头投入活珊瑚群落和化石珊瑚沉积物中提取它们。在20多年的野外考察中,他们收集了数百条记录。

  珊瑚对海水表面温度的记录被证明是惊人的准确。从1981年到2015年的珊瑚记录与同期通过卫星测量到的海平面温度相吻合,因此,在图表上,珊瑚记录的锯齿线正好覆盖了卫星测量到的数据,使它们看不见。

  “当我把它展示给人们时,总是有人问,‘温度测量在哪里?’”“我告诉他们那里有珊瑚,但你看不见,因为珊瑚对海洋表面温度的记录非常好,”格罗特说。他曾是科布实验室的研究生研究助理,现在是玛丽华盛顿大学(University of Mary Washington)的副教授。

  第一次红旗吗?

  在2018年,积累了足够多的珊瑚数据,足以将ENSO近期的活动与其工业化前的自然模式区分开来。

  为了对数据进行压力测试,格罗特遗漏了一些数据,看看工业时代的ENSO信号是否依然突出。她去掉了创纪录的1997/1998年厄尔尼诺-拉尼娜现象,研究了30年到100年之间的工业时代窗口。

  信号在所有窗口中保持,但数据需要97/98事件具有统计意义。这可能意味着ENSO活动的变化现在已经达到了一个阈值,可以检测到它们。

  什么是厄尔尼诺?

  每隔2到7年的春天,厄尔尼诺现象就会在热带太平洋ENSO的温暖阶段膨胀成一个长长的热团时出现,通常在初冬达到顶峰。它通过海洋和空气吹向世界各地,在不同寻常的地方形成洪水、风、热或冷。

  一旦厄尔尼诺现象过去,在接下来的秋季,当气流将热水推向西部,并将赤道太平洋的寒冷海水吸上来时,这个循环就会逆转为拉尼娜现象。这引发了一系列不同的全球极端天气。

  热带太平洋珊瑚在ENSO的热期吸收较少的氧同位素(O18),在ENSO的冷期则逐渐吸收较多。随着珊瑚的生长,它们会产生一层一层的氧同位素记录,即温度历史编年史。

  提取它们是一项冒险的工作:一名研究潜水员在海底指导一架齐胸高的风钻。它的压力软管连接到船上的一个马达上,在潜水员脱下鱼鳍并在礁石上称重后,马达为钻机提供动力。

  她小心翼翼地沿着珊瑚生长的轴线向下挖,挖出了一个有很多层的岩心,这些岩心可以精确地计算出时间。有时,海浪会把她和她的安全潜水员推到洗衣机前。

  格罗斯说:“在水下做这些会增加额外的难度,即使是最简单的工作,比如用扳手。”“但电钻像黄油一样把水下珊瑚切开。珊瑚化石是在陆地上钻出来的,钻出来的东西经常会卡住,而且会过热。”

  模型吹走

  从点缀在ENSO区域中心的三个岛屿上获得的物理证据也对科学提出了挑战,对ENSO模式和原因的计算机模型提出了赤裸裸的挑战。一个主要的例子:以前科学界不知道的研究表明,在3000到5000年前,厄尔尼诺和拉尼娜的振荡非常轻微。

  “也许对一个原因没有好的解释。也许它就这么发生了。”“或许厄尔尼诺可以进入一种模式,并在这种模式中停滞一千年。”

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