Явление Эль-Ниньо — гигантский выброс теплой океанской воды в тропической части Тихого океана, способный изменить характер выпадения осадков по всему миру, — это не просто современное явление.
Новое модельное исследование, проведенное парой ученых из Университета Дьюка и их коллегами, показывает, что колебания между Эль-Ниньо и его холодным аналогом Ла-Нинья существовали по меньшей мере 250 миллионов лет назад и часто были более значительными, чем колебания, которые мы наблюдаем сегодня.
Согласно исследованию, опубликованному в Proceedings of the National Academy of Sciences, эти колебания температуры в прошлом были более интенсивными, и колебания происходили даже тогда, когда континенты находились в других местах, чем сейчас.
«В каждом эксперименте мы наблюдаем активное Южное колебание Эль-Ниньо, и оно почти всегда сильнее, чем то, что мы наблюдаем сейчас, что-то намного сильнее, что-то чуть сильнее», — сказал Шинен Ху из Университета Дьюка.
Климатологи изучают Эль-Ниньо, гигантский участок необычно теплой воды по обе стороны экватора в восточной части Тихого океана, потому что он может изменить струйное течение, высушивая северо-запад США и одновременно заливая юго-запад необычными дождями. Его аналог, прохладный пузырь Ла-Нинья, может сместить струйное течение на север, высушивая юго-запад США, а также вызывая засуху в Восточной Африке и делая сезон муссонов в Южной Азии более интенсивным.
Исследователи использовали тот же инструмент моделирования климата, который использует Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК), чтобы попытаться спрогнозировать изменение климата в будущем, за исключением того, что они запустили его в обратном направлении, чтобы увидеть далекое прошлое.
Моделирование настолько вычислительно интенсивно, что исследователи не смогли смоделировать каждый год непрерывно, начиная с 250 миллионов лет назад. Вместо этого они сделали 10-миллионные «срезы» — 26 штук.
«На модельные эксперименты влияли различные граничные условия, такие как различное распределение суши и моря (с континентами в разных местах), различное солнечное излучение , разный CO2», — сказал Ху. Каждая симуляция длилась тысячи модельных лет для получения надежных результатов и на ее завершение уходили месяцы.
«В прошлом солнечное излучение, достигавшее Земли, было примерно на 2% ниже, чем сегодня, но согревающий планету CO2 был гораздо более распространенным, делая атмосферу и океаны намного теплее, чем сейчас», - сказал Ху. В мезозойский период, 250 миллионов лет назад, Южная Америка была средней частью суперконтинента Пангея, и колебания происходили в Панталассосе к западу от него.
Исследование показывает, что двумя наиболее важными переменными, влияющими на величину колебания, исторически являются термическая структура океана и «атмосферный шум» ветров на поверхности океана.
Предыдущие исследования были сосредоточены в основном на температуре океана, но уделяли меньше внимания поверхностным ветрам, которые кажутся столь важными в этом исследовании, сказал Ху. «Так что часть смысла нашего исследования заключается в том, что помимо тепловой структуры океана нам нужно обратить внимание также на атмосферный шум и понять, как эти ветры будут меняться».
Ху сравнивает колебания с маятником. «Атмосферный шум — ветры — может действовать как случайный толчок для этого маятника», — сказал Ху. «Мы обнаружили, что оба фактора важны, когда хотим понять, почему Эль-Ниньо был намного сильнее, чем сейчас».
«Если мы хотим иметь более надежные прогнозы будущего, нам сначала нужно понять климат прошлого», — сказал Ху.
