Veränderungen des Erwärmungsmusters im tropischen Pazifik

Die Erde erwärmt sich als Reaktion auf die vom Menschen verursachten Treibhausgasemissionen rasch. Die Erwärmung ist jedoch nicht gleichmäßig. Einige Gebiete der Erde erwärmen sich viel schneller als andere. Der tropische Pazifik ist ein Gebiet, das ziemlich einzigartig ist: Während sich der westliche tropische Pazifik wie vorhergesagt schnell erwärmt hat, kam es im östlichen tropischen Pazifik in den letzten Jahrzehnten zu einer leichten Abkühlung, verbunden mit einer Verstärkung der Passatwinde - ähnlich dem Phänomen "La Niña". Das Andauern dieses regionalen La-Niña-ähnlichen Temperaturmusters über mehrere Jahrzehnte wurde jedoch von den meisten Klimamodellen nicht vorhergesagt, was Wissenschaftler, die die zugrunde liegenden physikalischen Prozesse der Erwärmungsmuster untersuchen, vor ein Rätsel stellt. Die Vorhersage, wie sich dieses Muster in den nächsten Jahrzehnten weiterentwickeln wird, ist von entscheidender Bedeutung für die Vorhersage des regionalen Klimawandels, einschließlich der Veränderungen von Wetterextremen, wie z. B. der Verlauf und die Intensität von Taifunen.

Eine internationale Gruppe von Forscher*innen aus Japan, Deutschland, Großbritannien, Taiwan, Australien und den USA hat diese Woche in Nature eine umfassende Bewertung der physikalischen Mechanismen veröffentlicht, die hinter den historischen Veränderungen der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Pazifik stehen, und auf der Grundlage dieser Bewertung einen Ausblick darauf gegeben, wie diese Prozesse zusammen die zukünftige Entwicklung gestalten werden.

"Simulationen des Klimawandels bis zum Ende dieses Jahrhunderts deuten darauf hin, dass die Erwärmung im östlichen tropischen Pazifik stärker sein wird als im westlichen tropischen Pazifik. Die Beobachtungsdaten der letzten etwa 40 Jahre zeigen jedoch eine stärkere Erwärmung im westlichen Pazifik und eine leichte Abkühlung im östlichen Pazifik", erläutert Masahiro Watanabe, einer der Hauptautoren der Studie und Professor an der Universität Tokio in Japan.

"Gegenwärtig hat die durch menschliche Aktivitäten verursachte globale Erwärmung 1°C überschritten, und eine der wenigen Regionen, in denen wir eine Diskrepanz zwischen den Modellvorhersagen und unseren Beobachtungen feststellen, ist der östliche tropische Pazifik. Um diese Diskrepanz zu erklären, haben Forscher viele verschiedene Studien durchgeführt und unterschiedliche Mechanismen vorgeschlagen, die diese Diskrepanz erklären könnten", fügt Sarah Kang, die andere Hauptautorin der Studie und Direktorin des Max-Planck-Instituts für Meteorologie in Deutschland, hinzu.

In dieser Übersichtsarbeit beantwortete die Forschergruppe auf der Grundlage ihrer Auswertung von mehr als 150 wissenschaftlichen Studien die folgenden zwei Schlüsselfragen:

  • Wenn die in jüngster Zeit beobachteten Temperaturtrends im tropischen Pazifik zumindest teilweise auf menschliche Aktivitäten zurückzuführen sind, wie lassen sie sich dann mit den von den Klimamodellsimulationen vorhergesagten künftigen Musteränderungen vereinbaren?
  • Was sind außerdem die Gründe dafür, dass die meisten Klimamodell-Simulationen diese jüngsten Trends nicht vorhersagen konnten?

Die Autor*innen identifizierten mehrere Mechanismen, die für die Erwärmungsmuster im tropischen Pazifik entscheidend sind. "Wir sind in unserer Bewertung zu dem Schluss gekommen, dass einige der Prozesse, die das La-Niña-ähnliche Erwärmungsmuster in den letzten Jahrzehnten verursacht haben, wahrscheinlich vorübergehender Natur sind und sich abschwächen werden, wenn sich die Erde weiter erwärmt", sagt Malte Stuecker, einer der Koautoren und Assistenzprofessor an der Universität von Hawaii in Manoa in den USA.

"Wir glauben, dass die Prozesse, die zu einer stärkeren Erwärmung im östlichen tropischen Pazifik führen - ein sogenanntes El-Niño-ähnliches Erwärmungsmuster - in Zukunft wahrscheinlich dominieren werden", erklärt Masahiro Watanabe.

Unter den Mechanismen, die zu einem La-Niña-ähnlichen Erwärmungsmuster führen, haben die Autor*innen mehrere Prozesse identifiziert, die in den meisten Klimasimulationen möglicherweise unterschätzt werden, wie etwa die Konnektivität zwischen dem Südlichen Ozean und dem tropischen Pazifik.

"Diese Bewertung macht deutlich, dass die Forschung sich stärker darauf konzentrieren muss, die Darstellung der physikalischen Prozesse zu verbessern, die die tropischen Erwärmungsmuster steuern. Um dazu beizutragen und die Forschungsanstrengungen zu koordinieren, haben wir vor kurzem eine internationale Forschungsgruppe namens TROPICS im Rahmen von CLIVAR - dem Climate Variability and Predictability Program - gegründet", fügte Sarah Kang hinzu.

Originalpublikation

Watanabe, M., Kang, S.M., Collins, M. et al. Possible shift in controls of the tropical Pacific surface warming pattern. Nature 630, 315–324 (2024). doi.org/10.1038/s41586-024-07452-7
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07452-7

Kontakt

Masahiro Watanabe
Atmosphere and Ocean Research Institute, University of Tokyo, Kashiwa, Japan
hiro@we dont want spamaori.u-tokyo.ac.jp

Sarah M. Kang
Max-Planck-Institut für Meteorologie
sarah.kang@we dont want spammpimet.mpg.de