Эль-Ниньо как термостат: накопленный эффект южного колебания ✎

Оригинал: "Comment on "Influence of the Southern Oscillation on tropospheric temperature" by J. D. McLean, C. R. de Freitas, and R. M. Carter"
arXiv:0908.1828 · 2009-08-13 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 2 мин
Накопленный индекс Южного колебания объясняет половину потепления тропосферы с 1960 года, бросая вызов доминирующей роли парниковых газов.

Ванна наполняется тёплой водой, но слив открыт. Каждая волна Эль-Ниньо добавляет порцию тепла, и лишь часть его уходит обратно в космос. За десятилетия эта ванна может нагреться заметно сильнее, чем от одного только медленного подкручивания крана парниковых газов.

Климатологи десятилетиями спорили, насколько естественные колебания океана, вроде Эль-Ниньо, способны объяснить наблюдаемое потепление. Старые исследования находили связь между индексом Южного колебания (перепадом давления между Таити и Дарвином) и температурой воздуха, но не могли увязать её с долгосрочным трендом, потому что убирали сам тренд из данных. Новая работа делает иначе: она складывает все значения индекса с 1960 года в одну накопительную сумму, как бухгалтер подводит итог по каплям, упавшим в ванну.

Накопленный индекс Южного колебания достиг максимума 948 в 1976 году, когда тропосфера была одной из самых холодных за полвека, а минимум -172 пришёлся на рекордно тёплый 1998 год.

Когда этот накопленный индекс добавили в статистическую модель вместе с солнечной активностью, вулканической пылью и антропогенным фактором, он объяснил половину изменений температуры тропосферы и 54% изменений приземной температуры. Простая модель с одним только накопленным Эль-Ниньо оказалась почти так же сильна, как модель с одним только антропогенным воздействием. Это не значит, что парниковые газы не греют планету, но их вклад в последние полвека, возможно, был переоценён.

Чувствительность климата к антропогенному фактору при учёте накопленного Эль-Ниньо составила 0.19±0.02 градуса на ватт на квадратный метр, что заметно ниже значения, необходимого моделям для воспроизведения тренда.

Механизм накопления не так загадочен, как кажется. Тёплое пятно воды после Эль-Ниньо не исчезает сразу: оно частично уходит на глубину и возвращается следующей зимой, как недопитый чай, который доливают кипятком. За счёт этого океан работает не просто качелями, а медленным аккумулятором тепла. Если такая инерция действительно велика, климатические модели, которые её недооценивают, будут систематически сваливать естественное потепление на человека.

Ванна из первой фразы оказывается не метафорой, а диагнозом. Вода в ней прибывает не только от нашего крана, но и от собственных тёплых волн океана. И пока мы не научимся разделять эти два источника, любые обещания точно предсказать климат останутся гаданием на кофейной гуще.

Кумулятивный индекс SOI достиг максимума 948 в 1976 году, что совпало с одним из самых холодных периодов в тропосфере за последние 50 лет, а минимум -172 в 1998 году совпал с рекордно тёплым годом.

cSOI(t) = \sum_{i=1}^{t} SOI_i
Сумма всех предыдущих значений индекса Южного колебания до момента t
T = 0.29 - 0.00055 \cdot cSOI - 0.0061 \cdot SOI - 1.8 \cdot V - 0.0011 \cdot SSN
Модель, связывающая температуру с кумулятивным SOI, самим SOI, вулканическими аэрозолями и солнечной активностью
T = -0.15 - 0.00025 \cdot cSOI - 0.0051 \cdot SOI - 1.6 \cdot V - 0.0007 \cdot SSN + 0.19 \cdot AF
Модель, добавляющая антропогенное воздействие в уравнение
Понятия
энсо южная осцилляция южная осцилляция эль-ниньо многомерный индекс ЭНСО индекс Эль-Ниньо модель Джина–Тиммермана весенний барьер предсказуемости буйковые станции TAO/TRITON ла-нинья модель осциллятора с подзарядкой ERSST относительный они NOAA CPC естественная изменчивость телеконнекция сезонный форсинг спутниковый рекорд UAH диполь индийского океана сезонный цикл муссон