Изменчивость и колебания климата
Повторяющиеся закономерности, по которым сопряженная система океан-атмосфера колеблется в течение месяцев или десятилетий, реорганизуя температуру, осадки и штормы по всему миру.
Definition
Изменчивость климата — это флуктуации климатической системы относительно ее среднего состояния в масштабах времени от месяцев до столетий, большая часть которых возникает внутренне через сопряженные океан-атмосферные режимы, известные как колебания.
Scope
Эта область охватывает внутренне генерируемую изменчивость климата и основные режимы, которые ее организуют: Эль-Ниньо – Южное колебание в тропической части Тихого океана, Североатлантическое и Арктическое колебания внетропических широт, муссонные системы и их межгодовая изменчивость, а также более медленные декадные и мультидекадные флуктуации. В ней рассматриваются сопряженные океан-атмосферные механизмы, поддерживающие эти колебания, их телесвязи с удаленными регионами и то, как они отличаются от внешне обусловленных изменений.
Sub-topics
Core questions
- Какие сопряженные механизмы поддерживают повторяющиеся климатические колебания?
- Как тропические режимы, такие как Эль-Ниньо, влияют на погоду во всем мире через телесвязи?
- Как можно отличить внутреннюю изменчивость от внешне обусловленных изменений?
- Насколько предсказуемы эти режимы в сезонных и декадных временных масштабах?
Key theories
- Сопряженная неустойчивость океан-атмосфера
- Режимы, такие как Эль-Ниньо, возникают из положительной обратной связи между температурой поверхности моря, ветром и глубиной океанического термоклина, что позволяет сопряженной системе колебаться без внешнего воздействия.
- Телесвязи
- Аномалии в одном регионе возбуждают атмосферные волновые паттерны, которые переносят влияние далеко, поэтому событие в тропической части Тихого океана может изменить температуру и осадки на отдаленных континентах.
Mechanisms
Сопряженные обратные связи между поверхностью океана и атмосферой позволяют системе переключаться между контрастными состояниями; например, ослабление пассатов нагревает восточную тропическую часть Тихого океана, что еще больше ослабляет ветры, вызывая Эль-Ниньо. Эти аномалии порождают атмосферные волны, которые перераспределяют давление, температуру и осадки в удаленные регионы посредством телесвязей, в то время как более медленные океанические процессы определяют временные масштабы декадных режимов.
Clinical relevance
Режимы изменчивости обусловливают большую часть межгодовых и междекадных колебаний засух, наводнений и волн тепла, поэтому их понимание лежит в основе сезонного прогнозирования и интерпретации климатических тенденций.
Evidence & guidelines
Шестой оценочный доклад МГЭИК оценивает основные режимы изменчивости, их представление в моделях и то, как они могут изменяться при потеплении, при этом предостерегая, что внутренняя изменчивость может маскировать или усиливать вынужденные тенденции в течение коротких периодов.
History
Гилберт Уокер описал Южное колебание в начале двадцатого века, а Бьеркнес позже связал его с температурой океана как Эль-Ниньо, установив сопряженный взгляд; последующие десятилетия расширили каталог режимов изменчивости и уточнили их телесвязи посредством наблюдений и сопряженного моделирования.
Debates
- Вынужденные изменения против внутренней изменчивости в наблюдаемых тенденциях
- Приписывание наблюдаемых региональных тенденций парниковому воздействию против естественных колебаний оспаривается, потому что декадная изменчивость может временно усиливать или компенсировать вынужденный сигнал.
Key figures
- Jacob Bjerknes
- George Philander
- Gilbert Walker
- Edward Lorenz
Related topics
Seminal works
- philander1990
- hartmann2016
Frequently asked questions
- Что такое климатическое колебание?
- Это повторяющаяся закономерность, при которой сопряженная система океан-атмосфера колеблется между контрастными состояниями в течение месяцев или десятилетий, например, Эль-Ниньо и Ла-Нинья.
- Вызывают ли колебания изменение климата?
- Нет; они перераспределяют тепло и осадки внутри системы и усредняются со временем, тогда как долгосрочное изменение климата отражает устойчивый сдвиг в энергетическом балансе системы.