Eine Quantifizierung des natürlichen Einflusses auf die mehrdekadische Temperaturschwankung im Nordatlantik während des letzten Jahrtausends

In einer neuen Studie in den Geophysical Research Letters zeigen Dr. Shih-Wei Fang, Dr. Claudia Timmreck und Dr. Johann Jungclaus vom Max-Planck-Institut für Meteorologie, Prof. Davide Zanchettin von der Universität Venedig und Dr. Myriam Khodri vom Institut Pierre-Simone Laplace in Paris, dass der natürliche externe Antrieb durch vulkanische Aerosole und solare Einstrahlung für ~25% der mehre Jahrzehnte umfassenden Temperaturschwankungen im Nordatlantik verantwortlich ist. Untersucht wurde ein Ensemble von Simulationen mit mehreren Erdsystem-Modellen, die das vorindustrielle Jahrtausend umfassen.

Die dekadischen Änderungen der Meeresoberflächentemperatur im Nordatlantik, die als atlantische multidekadische Variabilität (AMV) bezeichnet werden, modulieren die nordatlantische ozeanische Oberflächenvariabilität und können das regionale Klima auf der ganzen Welt beeinflussen. Wie äußere Einflüsse die AMV beeinflussen, bleibt jedoch unklar.

In ihrer Studie verwenden die Autor*innen ein Multi-Modell-Ensemble von vorindustriellen Simulationen über ein Jahrtausend (850-1849 n. Chr.), die im Rahmen des Paleoclimate Modelling Intercomparison Project - Phase 4 (PMIP4) durchgeführt wurden. Sie unterteilten das AMV-Signal in getrennte Komponenten, die jeweils mit interner Variabilität und externem Antrieb in Verbindung stehen.  Diese Aufteilung wird durch die Analyse von industriellen Kontrollsimulationen unterstützt, die keine variierenden externen Antriebe beinhalten. Dies hilft bei der Identifizierung des räumlichen Musters der AMV-Signale ohne externe Antriebe und steht im Gegensatz zu früheren Analysen, die auf der zeitlichen Struktur der Variabilität basieren.Die Autor*innen stellen fest, dass die interne Komponente der AMV selbst bei starken Ereignissen wie Vulkanausbrüchen unempfindlich gegenüber äußeren Einflüssen ist. Die Komponente der AMV mit externen Antrieben reagiert auf Vulkanausbrüche mit einer sofortigen Abkühlung, auf die in einigen Simulationen eine Folge gedämpfter multidekadischer Oszillationen folgt. Die Autor*innen stellen außerdem fest, dass die interne Komponente der AMV eng mit der großräumigen Ozeanzirkulation, der sogenannten atlantischen meridionalen Umwälzzirkulation (AMOC), zusammenhängt, die Teil der globalen thermohalinen Zirkulation ist. Im Gegensatz dazu wird die AMOC durch die externe Komponente der AMV kaum beeinflusst. Durch den Vergleich der Simulationen des vorindustriellen Jahrtausends und der jeweiligen Kontrollsimulation berechnen die Autoren, dass externe Einflüsse zu etwa 25 % der AMV-Varianz im vergangenen Jahrtausend beitragen.

Originalveröffentlichung:

Fang, S.-W., Khodri, M., Timmreck, C., Zanchettin, D. & Jungclaus, J. (2021) Disentangling internal and external contributions to Atlantic multidecadal variability over the past millennium. Geophysical Research Letters, 48: e2021GL095990. doi:10.1029/2021GL095990

Kontakt:

Dr. Shih-Wei Fang
Max-Planck-Institut für Meteorologie
E-Mail: shih-wei.fang@we dont want spammpimet.mpg.de

Dr. Johann Jungclaus
Max-Planck-Institut für Meteorologie
E-Mail: johann.jungclaus@we dont want spammpimet.mpg.de

Dr. Claudia Timmreck
Max-Planck-Institut für Meteorologie
E-Mail: claudia.timmreck@we dont want spammpimet.mpg.de