9月25日发表于《自然》的一项研究中，由亚利桑那大学和科罗拉多大学博尔德分校作者牵头的团队揭示，倘若温室气体排放继续增加，到2050年，地球可能会出现更频繁的极端厄尔尼诺事件。末次冰期大约在两万年前达到顶峰，以广泛的冰川作用和剧烈气候变化为标志，重塑了地球的海洋、景观和生态系统。该团队表明，地球上的末次冰期可能为未来的厄尔尼诺天气事件提供了关键洞察。厄尔尼诺是影响全球天气的最具影响力的气候模式之一。
该研究结合了古代海洋生物体外壳的数据和先进的气候建模，揭示了厄尔尼诺模式在变暖世界中可能发生的变化。“2050年离我们并不遥远，这很可怕，”共同首席作者、科罗拉多大学博尔德分校气候科学家Pedro DiNezio说。“如果这些极端事件变得更频繁，在下一次厄尔尼诺到来前，社会可能没有足够的时间来恢复、重建和适应。后果将是毁灭性的。”
厄尔尼诺事件大约每两到七年发生一次，预测这些事件未来可能发生的变化是气候科学家面临的一大挑战。“目前有几种最先进的气候模型，它们对当前和未来的人为变暖提出了不同的厄尔尼诺响应，”共同首席作者、亚利桑那大学古气候学家和古海洋学家Kaustubh Thirumalai指出。“有人说厄尔尼诺现象会加剧，也有人说会减弱——这是一个复杂的、多方面的现象。因此，解决厄尔尼诺可能如何发生是气候科学的一项首要任务。”
模拟的过去和未来气候状态下驱动极端厄尔尼诺事件的海洋和大气过程。（Thirumalai et al.《自然》2024）
为了解决这种不确定性，该团队转向了过去。他们将重点放在了大约两万年前的末次冰盛期（LGM），那时北美和欧洲大部分地区都被冰盖覆盖。他们使用通用地球系统模型模拟了从LGM到现在的气候条件。模型显示，在地球气候较冷的冰期期间，极端厄尔尼诺事件非常罕见。自冰期结束以来，随着地球变暖，厄尔尼诺事件的频率和强度一直在增加。
该团队通过将模拟数据与从有孔虫化石壳中获取的过去海洋温度数据进行比较，验证了该模型。有孔虫为一类单细胞生物体，早在人类出现之前就在海洋中普遍存在。通过分析这些化石壳中保存的氧化合物类型，该团队重建了厄尔尼诺事件在过去两万一千年里是如何驱动整个太平洋海洋温度波动的。古代的记录与模型的模拟结果一致。“我们首次展示了一个能够真实模拟过去厄尔尼诺事件的模型，增强了我们对其未来预测的置信度，”DiNezio补充道。该模型预测，如果社会继续以当前速度向大气中排放温室气体，到2050年，每两次厄尔尼诺事件中就有一次可能是极端的。
改变的气候状态下极端厄尔尼诺事件增长所涉及的耦合的海洋和大气过程。（Thirumalai et al.《自然》2024）
尽管厄尔尼诺现象十分复杂，但该模型揭示，自末次冰期以来，随着地球变暖，有一种单一的机制控制了所有厄尔尼诺事件的频率和强度。当东太平洋海水因自然波动而变暖时，赤道太平洋上空总是自东向西吹的风会因海洋上空气压的变化而减弱。而在厄尔尼诺期间，减弱的风会让暖水向东流动，而暖水又会进一步削弱风，形成了一种被称为比耶克内斯反馈的反馈循环。该团队表明，随着温室气体排放导致大气迅速变暖，地球会经历更强的比耶克内斯反馈，从而导致更频繁的极端厄尔尼诺事件。
“我们利用古海洋学数据进行的新颖预测验证，使我们能够为气候变暖中ENSO（厄尔尼诺-南方涛动）变异性增加的模型预估提供可靠的约束，”该团队总结道。“模型与数据在过去变异性上的一致性，以及不同气候状态下的一致机制，都支持这样的预测，即更浅的混合层和更弱的沃克环流驱动温室变暖下更频繁的极端厄尔尼诺现象的起源。”
（文/牛静美）
【参考来源：】
Thirumalai et al.《过去的冰川变化支持的未来极端厄尔尼诺现象的增加》《自然》2024（开放获取）
https://doi.org/10.1038/s41586-024-07984-y
https://www.researchgate.net/publication/384336513_Future_increase_in_extreme_El_Nino_supported_by_past_glacial_changes
https://news.arizona.edu/news/ice-age-clues-point-more-extreme-weather-patterns-our-future
https://www.colorado.edu/today/2024/09/25/1-2-el-nino-events-could-be-extreme-mid-century
