La contribución del Pacífico Suroriental a la desaceleración del Calentamiento Global René D. Garreaud Departamento de Geofísica / CR2 Universidad de Chile

La contribución del Pacífico Suroriental a la desaceleración del Calentamiento Global El “Hiato” del calentamiento global Expansión de la Celda de Hadley Enfriamiento del Pacífico suroriental Conclusiones Agradecimientos: Catherine van de Hoof, Roberto Rondanelli, Juan Pablo Bosier, Aldo Montecinos, Ken Takahashi

Trenberth and Fasullo Earth Future Aquí esta el problema… Concentraciones GEI continúan subiendo  Desbalance radiativo en TOA  W/m2 Década más cálida del registro pero la temperatura no aumenta!

Continúan los problemas… GCM Hist (IPCC-AR5) no ven la des aceleración del CG Fyfe et al Nature Climate Change dT dT

Hiato en la prensa no científica…

Vuille et al JGR Que pasa en el vecindario?

En resumen (hasta ahora): Concentraciones de CO 2 y otros GEI han aumentado en forma monotónica y sustancial en las ultimas décadas produciendo un desbalance radiativo en TOA  W/m 2 (y que crece a 0.3 W/m 2 por década) Promedio global de temperatura del aire se ha estabilizado (en la parte más alta del registro) durante los últimos 15 años: Global Warming Hiatus Entonces, donde esta el exceso de energía que entra al sistema climático? Incremento en aerosoles (  ) Incremento en humedad estratosférica (  ) Mínimo solar (?) Problemas en red de observación (?) Variabilidad natural/interna (veamos….)

Karl et al Sience Ultimas noticias…

Trenberth and Fasullo Earth Future Primera pista: no todo se enfría….

Hiatos en los modelos de clima futuro Future climate model simulation: Look for Hiatus decade… Meehl et al Nature Climate Change

Balmaseda et al JGR Stable upper ocean Warming deep ocean LN charge EN release La energía se esta acumulando en el océano

Karumuri Ashok & Toshio Yamagata Nature 461, (24 September 2009) Alisios más intensos / Mayor Insolación Mayor surgencia en Pac. Oriental Mayor hundimiento en Pac. Occidental Energía ingresa al océano Corrientes distribuyen el calor lateramente Alisios más débiles Menor surgencia en Pac. Oriental Aumento de evaporación (LE) Energía sale del océano Atmosfera distribuye la energía globalmente Fases ENSO como un sistema de carga/descarga de Energía

Trenberth and Fasullo Earth Future Analogía con ENSO…

Sospechoso #1: Fase fría de la PDO England et al Nature Climate Change

Sospechoso #1: Fase fría de la PDO Trenberth and Fasullo Earth Future

Kosaka and Xie, Nature Climate Change El golpe final… En simulación POGA-H se prescribe SST en Pac. Central ecuatorial (8% del planeta) + forzamiento radiativo (GEI)

Y como viene la mano? Respuesta de TSM a un incremento sostenido de alisios sobre el Pac. Tropical versus simulacion control (solo forzamiento GEI) Delworth et al, J. of Climate Global SAT TEP SST

OI-SST linear trend ( )  : [  SST congruent with PDO] / [  SST observed]  0.5 C:\Users\Rene Garreaud\Desktop\proyectos\FONDAP_CC\ClimDyn\COWL\CORR Regresemos al enfriamiento del Pacifico Suroriental Al sur de los 20ºS, la tendencia congruente con la PDO explica menos del 50% de la tendencia observada… ….algo mas esta pasando… PDO time series

(a) ERA Interim Tendencia observada PNM Aumento de presión en banda de latitudes medias del HS Observaciones: Var. Natural + Forzamiento Radiativo ¿Puede causar el enfriamiento?

SLP leads SST SST leads SLP Correlation coefficients AI-OISST (colors) and AI-SLP (contours). Seasonal cycle and ENSO removed, 0-lag Observaciones Incremento del PNM Aumento de los vientos SE Aumento de surgencia Aumento de calor latente Enfriamiento de la sfc. del mar

(a) ERA Interim (b) Multi Model Mean Tendencia observadas/simuladas PNM Tendencia tipo-SAM/Exp. Hadley de los modelos (respuesta forzada) se proyecta razonablemente en tendencias observadas (magnitud: 0.5) Promedio Multi modelo (22): Respuesta forzada Observaciones: Var. Natural + Forzamiento Radiativo

Tendencia observadas/simuladas SST/SAT Ok…modelos CMIP5 (22) no reproducen enfriamiento en PSO pero si indican un mínimo de calentamiento… (a) ERA Interim (b) Multi Model Mean Promedio Multi modelo (22): Respuesta forzada Obs.: Var. Natural + Forzamiento Radiativo

 SST (°C/decade)  SLP (hPa/decade) Hist CIMP5 ERA/HadSST NNR/ERSST  SLP  SST Desplazamiento del Anticiclón y enfriamiento oceánico: Tendencias observadas y simuladas MMM  SLP(MMM)  ½  SLP(Obs)  Otros mecanismos (PDO)  SST(MMM)  0 >  SST(Obs) Problemas con los modelos Buena relación  SLP vs  SST De que depende  SLP?

Expansión de la Celda de Hadley Hu et al, ACP Many more studies based on a variety of metrics ( , OLR, P, etc..)

Expansión de la Celda de Hadley Modelos sugieren un forzamiento radiativo y escaza contribución de la TSM tropical (natural) Lu et al, GRL

Tendencia hacia polaridad positiva de SAM/AAO Modelos sugieren un forzamiento radiativo y escaza contribución de forzantes naturales Arblaster and Meehl, J. of Climate

Expansión de la Celda de Hadley / Tendencia SAM Forzado por aumento de GEI y disminución de Ozono debido a cambios de estabilidad atmosférica y comportamiento de ondas baroclinicas Son et al, GRL

En resumen (hasta ahora): Tendencia de la PDO solo explica la mitad del enfriamiento del Pacifico Suroriental subtropical (costa afuera del norte de Chile y Perú) Intensificación/desplazamiento al sur del Anticiclón del Pacifico Sur contribuye al enfriamiento superficial al aumentar los vientos del SE (surgencia + evaporación) Cerca de la mitad de la tendencia en PNM en el Pacifico sur es reproducida por modelos climáticos  respuesta forzada por GEI+O 3 Entonces…que pasará en el futuro?

Desplazamiento del Anticiclón en el futuro Promedio multi-modelo del cambio de PNM futuro ( ) menos presente ( ): Mayor en escenario con mas GEI (b) RCP26 (a) RCP8.5

 [SEP SLP] (hPa)  [Global SAT] (°C) RCP8.5 RCP2.6 Hist CIMP5 Hist ERA  SLP Desplazamiento/intensificación del Anticiclón Cambio de PNM futuro ( ) menos presente ( ): Mayor en escenarios/modelos mas calientes!

 [Global SAT] (°C) RCP8.5 RCP2.6 Hist CIMP5 Hist ERA  [SEP SST] (°C) Enfriamiento regional del Pac. Suroriental SST en el Pac. Suroriental: Aumenta en escenarios/modelos más calientes pero siempre por debajo del cambio promedio global. 1:1

Zonal SST gradient SEP (°C)  [Global SAT] (°C) RCP8.5 RCP2.6 Hist CIMP5 Hist ERA Enfriamiento regional del Pac. Suroriental Gradiente de zonal de SST: Mayor en modelos mas calientes, forzado radiativamente.

dT>0 T  1 1 IR VIS Q L +Q S   0.1   10 Coord. Vertical 7 km 9 km T T  1 1  1 1 CO 2 : 540 ppm Transiente Conclusiones I Cambio Climático  Energización Global  Calentamiento Global CO 2 : 280 ppm Equil. actual CO 2 : 540 ppm Equil. Futuro Coord. Vertical 9 km T  1 1 CO 2 : 540 ppm Transiente Ajuste rápido

dT>0 dT=0 T  1 1 CO 2 : 280 ppm Equil. actual CO 2 : 540 ppm Equil. Futuro IR VIS Q L +Q S   0.1   10 Coord. Vertical 7 km 9 km T T  1 1  1 1 CO 2 : 540 ppm Transiente Conclusiones I Cambio Climático  Energización Global  Calentamiento Global Ajuste lento

PDO induced cooling (transient) Forced cooling Forced Hadley cell expansion  SLP positive anomalies Conclusiones II Actual tendencia al enfriamiento en Pacífico suroriental producto del incremento de los vientos del SE (surgencia y evaporación), el cual resulta de superposición de fase fría de la PDO y forzamiento radiativo. Forced warming Forced ST Jet poleward displacement