Pysyvä El Niño menneisyydessä ja tulevaisuudessa

Plioseenikauden lämpimällä jaksolla vallitsi pysyvä El Niño. Uudessa tutkimuksessa havaitaan, että El Niñon tilan ja ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden muutokset ovat todennäköisesti johtaneet kyseistä lämmintä jaksoa seuranneeseen toistuvien jääkausien vaivaamaan ilmastoon, joka on jatkunut nykypäiviin saakka.


El Niño-Southern oscillation (ENSO) -indeksi vuodesta 1950 alkaen. Kuvaajan data on peräisin NOAA:n Earth System Research Laboratorysta.

Varhaisella ja keskiplioseenikaudella n. 3-5 miljoonaa vuotta sitten maapallon ilmasto oli pitkän aikaa lämpimämpi kuin nykyään lämpötilan ollessa noin 3 °C lämpimämpi kuin nykyinen globaali keskiarvo. Plioseenikauden lämpimän jakson tutkiminen on nykyään tärkeää, koska se tarjoaa meille yhden mahdollisen näkymän tulevaisuuden ilmastosta nykyisen ilmastonmuutoksen edetessä. Vertailua nykypäivään helpottaa myös se, että tuohon aikaan meret ja mantereet olivat hyvin samanlaiset kuin nykyään.

Plioseenikauden lämpimän jakson aikana ilmakehän hiilidioksidipitoisuus oli luultavasti alle 500 ppmv (tilavuuden miljoonasosaa). Meren pinta oli noin 15-25 metriä korkeammalla kuin nykyään. Pohjoisella pallonpuoliskolla ei ollut oikeastaan ollenkaan jäätiköitä. Tosin joillakin Grönlannin vuorenhuipuilla oli silloin tällöin jäälakit.

Pohjoisen pallonpuoliskon jäätiköityminen alkoi noin 2,75 miljoonaa vuotta sitten. Tämän jälkeen alkoivat pohjoisen pallonpuoliskon jääkausisyklit, joissa pohjoinen pallonpuolisko vaipui jääkauteen aluksi 40 000 vuoden välein ja sitten noin miljoona vuotta sitten sykli muuttui noin 100 000 vuodeksi.

Vizcaíno ja kumppanit ovat tutkineet syitä miksi pohjoisen pallonpuoliskon jääkausia ei ollut ennen kuin 2,75 miljoonaa vuotta sitten. Aiemmissa tutkimuksissa on ehdotettu muutamia mahdollisia syitä tälle. On ehdotettu korkeaa hiilidioksidipitoisuutta, maapallon ratamuutoksia, alentunutta vuodenaikavaihtelua ja Panaman kannaksen nouseminen sulkemaan yhteys Atlantin ja Tyynen valtameren välillä. Viimeisin ehdotus syyksi on pysyvä El Niño -tila. Vizcaíno ja kumppanit keskittyvät tutkimuksessaan erityisesti tähän viimeiseen ehdotukseen.

Pysyvän El Niñon hiipumisen on ehdotettu olevan yksi tekijä pohjoisen pallonpuoliskon jäätiköitymisen alkamiseen, koska jäätiköitymisen alkamisen ajalta on todisteita El Niñon hiipumisesta ja koska nykyinen El Niño vaikuttaa Pohjois-Amerikan lämpötiloihin, josta jäätiköityminen alkoi. El Niñon hiipumisen on oletettu johtuneen merivirtojen muutoksista, jotka ovat saattaneet johtua virtausreittien muutoksista Indonesian alueella.

Aiemmissa tutkimuksissa on ollut vaikeuksia mallintaa pysyvää plioseenikauden El Niñoa, vaikka pysyvä El Niño pystytäänkin tuottamaan malleilla. Aiemmissa tutkimuksissa on käytetty havaintoja nykyisestä El Niñosta mallien ohjenuorana, mutta Vizcaíno ja kumppanit käyttävät samaan tarkoitukseen mallien tuloksia simuloidusta pysyvästä El Niñosta. Heidän mielestään nykyisen El Niñon käyttö ohjenuorana silloisille olosuhteille on ongelmallista tilanteiden erilaisuuden takia. Näin he saavat mallinnettua pysyvän El Niñon, joka vastaa plioseenikauden lämpimän jakson proksitietoja melko hyvin. Mallinnettu tilanne tuottaa lämpenemistä pohjoisen pallonpuoliskon alueille, joissa jäätiköitymistä tapahtuu.

Vizcaíno ja kumppanit arvioivat muita ehdotettuja syitä jäätiköitymisen alkamiselle 2,75 miljoonaa vuotta sitten. Heidän tulostensa perusteella ei näytä siltä, että Panaman kannaksen nousulla tai vuodenaikavaihtelujen muutoksilla olisi paljoakaan tekemistä jäätiköitymisen alkamisen kanssa. Sen sijaan he havaitsevat, että jäätiköitymisen alkamisen ajoitus näyttää johtuvan maapallon ratamuutoksista, jotka vaikuttavat Auringon säteilyn määrään ja sen jakaumaan maapallolla. Ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden aleneminen 380 ppmv:stä 280 ppmv:een vaikuttaisi heidän mukaansa myös jäätiköitymiseen. Skandinaviassa hiilidioksidin vaikutus olisi suurempi kuin pysyvän El Niñon, mutta Pohjois-Amerikassa pysyvän El Niñon vaikutus olisi paljon voimakkaampi. Grönlannin kohdalla näillä kahdella olisi samansuuruinen vaikutus. He näkevät proksiaineistossa merkkejä siitä, että pysyvän El Niñon vaikutus olisi saattanut olla nopeampi kuin hiilidioksidin.

Tämän tutkimuksen perusteella näyttää siis siltä, että pohjoisen pallonpuoliskon jäätiköityminen alkoi noin 2,75 miljoonaa vuotta sitten maapallon ratamuutosten ohjaamina. Tällöin pysyvä El Niño alkoi hiipua ja ilmakehän hiilidioksidipitoisuus laski, jotka molemmat vaikuttivat osaltaan jäätiköitymisen etenemiseen. Näiden kahden tarkat roolit ovat kuitenkin vielä hiukan epäselviä.

Kiitos kommenteista Jarille.

Lähde: Vizcaíno, M., S. Rupper, and J. C. H. Chiang (2010), Permanent El Niño and the onset of Northern Hemisphere glaciations: Mechanism and comparison with other hypotheses, Paleoceanography, 25, PA2205, doi:10.1029/2009PA001733. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Mainokset

6 vastausta to “Pysyvä El Niño menneisyydessä ja tulevaisuudessa”

  1. Matti Rantanen Says:

    Mielenkiintoista,
    1) Co2 lisääntyy ==> el Niño muuttu tiheämmäksi / pysyväksi ==> myrskyt lisääntyy pohj-amerikassa
    2) Mikä on esiintymiskorrelaatio el Niñon ja pohjoisen euroopan hellekesien välillä. Eli tarkemmin stratosfäärin polaarisuihkuvirtauksen pohjoisemman reitin ja el Ninõn välillä.

  2. Ari Jokimäki Says:

    Kiitos kysymyksestä. Olen ollut viikon netin saavuttamattomissa, mistä johtuu tämä myöhäinen vastaukseni.

    En osaa suoralta kädeltä vastata kysymykseesi, mutta kaivelin äkkinäisesti hiukan aiheeseen liittyvää kirjallisuutta. Tässä joitakin löydöksiä, joskin tarkkaa vastausta kysymykseesi on vaikea löytää:

    Zanchettin ja muut (2007) – On ENSO impacts on European wintertime rainfalls and their modulation by the NAO and the Pacific multi-decadal variability described through the PDO index: ENSO näyttäisi vaikuttavan Euroopan sateisuuteen talviaikana. (International Journal of Climatology, Volume 28 Issue 8, Pages 995 – 1006)

    Knippertz ja muut (2003) – Decadal changes in the link between El Niño and springtime North Atlantic oscillation and European-North African rainfall: Keväällä positiivinen NIÑO3 indeksi liittyy lisääntyneeseen Keski-Euroopan sateisuuteen ja vähentyneeseen Etelä-Euroopan sateisuuteen, mutta Skotlannissa ja Norjassa ENSOn vaikutus on pieni. (International Journal of Climatology, Volume 23 Issue 11, Pages 1293 – 1311) [koko artikkeli]

    Beniston & Diaz (2004) – The 2003 heat wave as an example of summers in a greenhouse climate? Observations and climate model simulations for Basel, Switzerland: Yhdistää vuoden 2003 hellekesän poikkeukselliseen Hadley-solun pohjoiseen laajentumaan, johon myös mainitsemasi suihkuvirtaukset liittyvät. Lisäksi tässä tutkimuksessa ennustetaan, että tällaiset hellekesät tulevat lisääntymään jatkossa. Tässä ei kuitenkaan valitettavasti puhuttu ENSOn mahdollisesta roolista tässä asiassa. (Global and Planetary Change, Volume 44, Issues 1-4, December 2004, Pages 73-81) [koko artikkeli]

    Tässä jotain aluksi, yritän kaivella aihetta lisää.

  3. Matti Rantanen Says:

    Kiitos vastauksestasi, pysyn mielelläni kuulolla…

  4. Ari Jokimäki Says:

    Kaivelinkin tuohon Hadley-soluun liittyen hiukan lisätietoja jo aiemmin, muten tullut laittaneeksi niitä tänne (on ollut vähän lomareissuja sotkemassa näitä asioita…). Kokosin listan tutkimusartikkeleita Hadley-solun kehityksestä ilmaston lämmetessä:

    http://agwobserver.wordpress.com/2010/07/27/papers-on-hadley-cell-expansion/

    Edelleenkin nämä ovat vain taustatietoa kysymyksesi kannalta, koska siellä ei ole puhuttu El Niñon roolista Hadley-solun muutoksissa.

  5. Matti Rantanen Says:

    Kiitos. Katsoin vasta pikasilmäyksen, mutta kieltämättä tämä herättää taas uusia kysymyksiä / näkökohtia, joilla mielelläni häiriköin:

    Jos Hadley – kiertoliike / solu laajenee, siitä väistämättä seuraa hepoasteiden aavikoiden eteneminen kohti pohjoista:
    – on mielenkiintoista seurata välimerellisen ilmaston kehittymistä (joskin ihmisikä saattaa olla siinäkin vähän lyhyt perspektiivi) ja samalla tavalla mantereisen (Tiibet – Mongolia – Siperia) ilmaston kehittymistä
    – on myöskin ajatuksellisesti haastavaa arvioida siihen yhdistettynä napa-alueiden lämpötilojen nousun vaikutusta keskileveys- tai polaariasteiden kiertoliikkeisiin (tietysti ottaen huomioon sen, että säähäiriöiden vaikutus keskileveysasteille lienee merkitsevämpi???)

    Onneksi olen vain harrastelija.

  6. Ari Jokimäki Says:

    CO2-raportissa uutisoidaan uudesta tähän aiheeseen liittyvästä tutkimuksesta:

    http://www.co2-raportti.fi/index.php?page=ilmastouutisia&news_id=2579


Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s

%d bloggers like this: