Med den atlantiska orkansässongen på gång som föregåtts av en ovanlig situation med extrema temperaturer i Atlanten är det kanske skäl att se lite närmare på vad som kan ligga bakom. En del forskare och media är ju snabbt ute och skyller allt som vanligt på de antropogena utsläppen men forskarna Jim Johnstone och Judith Curry är av annan åsikt. De beskriver vad som har hänt och varför.
Här får vi ta del av deras analys som är återpublicerad från Climate Etc.
Atlantiska SST SST anomaly index är en indikator på yttemperaturerna i ett brett stråk av den tropiska Nordatlanten. Den definieras som "förändring av havsytans temperatur" och beräknas inom området 40°W - 20°W, 5°N - 20°N.
Havsytetemperaturerna över stora delar av Nordatlanten var exceptionellt höga i slutet av juni 2023, till stor del på grund av en period av snabb uppvärmning som började runt mars-april.
Figur 1. SST-avvikelser den 27 juni 2023 (överst) och dagliga tidsserier för regioner som markerats ovan.
Dagliga SST-tidsserier i fig. 1 visar den senaste SST-utvecklingen i flera regioner, markerade på kartan ovan, inklusive östra Stilla havets Niño3-region, Nordatlantiska bågen, Karibiska havet och den tropiska Nordatlantiska huvudutvecklingsregionen (MDR). Nordatlantiska SST-index visar tecken på oregelbunden uppvärmning sedan mars-april och toppvärme i början av juni.
De varma förhållandena i östra ekvatoriala Stilla havet återspeglar de nuvarande El Niño-förhållandena, som har intensifierats stadigt sedan början av 2023.
Den exceptionella omfattningen av den senaste uppvärmningen i Nordatlanten kan ses i månatliga Arc-genomsnittliga SST-anomalier tillbaka till 1980, illustrerade i figur 2. Efter en period med relativt liten variation sedan 2020 har Arc SST stigit kraftigt under de senaste månaderna och nådde ett historiskt maximum i juni.
Figur 2. Månatliga Arc-genomsnittliga SST-avvikelser från 1980 till juni 2023.
Atmosfäriska cirkulationsmönster
Atmosfäriska förhållanden över Nordatlanten i juni är också mycket ovanliga, vilket indikeras av en anomali i NAO-index (North Atlantic Oscillation) som ligger nästan 3 standardavvikelser under månadsgenomsnittet.
NAO definieras av den subtropiska – subpolära skillnaden i atmosfäriskt havsnivåtryck (SLP) och återspeglar ungefär intensiteten i den atmosfäriska cirkulationen på låg nivå över Nordatlanten. Extremt låga NAO-värden i juni är förenliga med ett mycket svagt subtropiskt högtryck (Bermuda High) och relativt stillastående ytvindar, vilket innebär svaghet i västliga flöden på mellanbreddgraderna och tropisk-subtropiska ostliga passadvindar.
De klimatologiska SLP- och ytvindmönstren i juni visas i den vänstra panelen i fig. 3. Förhållandena i juni 2023, i mittpanelen, visar ett anmärkningsvärt svagt subtropiskt högtryck och en frånvaro av västliga ytvindar på mellanbreddgraderna. Juni 2023 SLP och vindanomalier, som visas i den högra panelen, består av ovanligt lågt tryck och cyklonisk cirkulation över stora delar av området, vilket återspeglar svaghet i det genomsnittliga anticykloniska flödesmönstret.
Figur 3. Junimönster av atmosfäriska SLP och ytvindar. Vänster: Junigenomsnittet (1995-2022). Centrum: Villkor i juni 2023. Höger: Anomalier i juni 2023 (observationer minus klimatologi). + och – markörerna i den vänstra panelen visar verkningscentra för den nordatlantiska oscillationen, beräknad som den subtropiska (+) minus subpolära (-) SLP-avvikelseskillnaden.
Ett extremt negativt NAO-index i juni föregicks av måttligt negativa anomalier i både mars och april (tabell 1), vilket ledde till upprepad månatlig uppvärmning av Nordatlantiska bågen och extrema kumulativa effekter i slutet av juni. Den båguppvärmning som observerats från februari till juni (+0,85 °C) överstiger den totala nettouppvärmningen av Atlanten under det senaste århundradet.
Tabell 1. Månatliga anomalier av NAO-index, Arc SST-tendensen (dSST) och SST.
Mars, april och juni (röd) var månader med negativa NAO-anomalier (låg subtropisk SLP och svaga ytvindar) och båguppvärmning.
Figur 4 illustrerar omfattningen av NAO-anomalin i juni mot bakgrund av de historiska resultaten sedan 1980. Det mycket låga NAO-värdet för juni 2023 saknar inte motstycke i de månatliga klimatologiska värdena. Det är dock extremt lågt i förhållande till de tidigare junivärdena och vårvärdena (mar-jun).
Figur 4. Nordatlantiskt oscillationsindex (NAO), definierat av den normaliserade subtropiska (Azorerna) minus subpolära (Island) SLP-anomaliskillnaden. Överst: Månatliga avvikelser (alla månader), med värden för mars–juni 2023 markerade i rött. Mitten: Junivärden. Nederst: mars-juni genomsnitt.
Kopplade avvikelser och ändringar
Atmosfäriska anomalier i samband med NAO är de främsta drivkrafterna bakom Arc SST-störningar under korta (månatliga till säsongsmässiga) tidsperioder.
Negativa NAO-anomalier motsvarar negativa subtropiska SLP-anomalier och svaga passadvindar i söder, inklusive MDR. Svaga handelsmönster värmer upp den underliggande havsytan främst genom att hindra avdunstningsavkylning, men påverkar tropiska SST genom flera kompletterande mekanismer, samtidigt som de gynnar uppvärmning genom minskad stratocumulusmolnighet, Saharas dammadvektion, omblandning av de övre haven och uppvällning av kusterna utanför nordvästra Afrika. Sammantaget har det turbulenta flödet i samband med svaga vindar dominerat över kortvågsflödet när det gäller att värma upp Atlanten.
Återkomsten och tillväxten av extrema NAO-förhållanden och bågvärme under de senaste månaderna beror sannolikt delvis på positiva återkopplingar från SST-atmosfären. NAO/bågmönster i atmosfären/övre oceanen är nära besläktade med de i Atlantic Meridional Mode (AMM), där varma SST:er och svaga passadvindar kan upprätthållas eller förstärkas genom ömsesidig förstärkning.
En annan bidragande orsak till de anmärkningsvärda vårförändringarna i Nordatlanten kan vara den bredare tropiska uppvärmningen som innebär övergången till El Niño-förhållanden. Uppvärmningen av ytan i tropikerna leder vanligtvis till en nästan likformig höjning av troposfäriska temperaturer och geopotentialhöjder i hela det tropiska bältet från ~20°N till 20°S. Vårökningar över tropikerna åtföljdes av nedgångar omedelbart mot polerna över subtropiska nordöstra Stilla havet och Nordatlanten, medan SLP-anomalier sjönk brant i en sammanhängande tropisk zon från centrala Stilla havet till östra Atlanten.
Afrikanskt damm, föroreningar, rök från skogsbränder och Hunga-Tonga
Som framgår av figur 5 beror de extremt varma atlantiska SST-utsläppen denna säsong delvis på onormal strålningsuppvärmning av ytan. Man har skyllt på många faktorer: CO2-utsläpp, lägre mängd sulfatpartiklar från klarare fartygsbränslen, Hunga-Tonga-utbrott och låga nivåer av afrikanskt damm. Och nu är de kanadensiska skogsbränderna en faktor. Dessa är alla relativt små faktorer jämfört med den dominerande effekten av variationer i molnighet.
Atmosfäriska partiklar har minskat globalt från renare bränslen för sjöfarten som blev obligatoriska 2020, vilket producerar färre sulfatpartiklar. Sulfatpartiklar har en kylande effekt genom att reflektera solstrålning. Renare luft innebär att mindre solstrålning reflekteras, vilket bidrar till uppvärmning av ytan. Indirekta effekter inkluderar mörkare subtropiska moln, genom molnmikrofysiska effekter, vilket minskar reflektionsförmågan hos dessa moln. Den havsuppvärmande effekten av detta skulle vara störst på norra halvklotet, och subtropiska moln är mest mottagliga för denna typ av modifiering.
Partiklar från rök från skogsbränder har en liknande effekt när det gäller att minska soluppvärmningen vid ytan. Mina kontakter i New York uppskattade att solenergiproduktionen halverades under perioden då ett tjockt lager rök från de kanadensiska skogsbränderna härjade. För rökbanor i Nordatlanten kommer det att finnas varierande ytkylning, beroende på rökbanan och det optiska djupet
Afrikanska sandstormar har samma effekt när det gäller att reflektera solstrålning och därmed kyla ytan. Sandstormar har hittills varit onormalt svaga (från Michael Lowry):
Sahara, Hunga-Tonga och skogsbränder
Men summan av kardemumman är att ett större dammutbrott i Sahara inte har någon större inverkan på havsytans temperaturer: "Utbrott av damm från Sahara kan minska den kortvågiga ytstrålningen upp till 190 W/m2, och en analys av motsvarande SST-hudförändringar med hjälp av en termisk hudmodell tyder på damminducerade kyleffekter så stora som -0,24 K under dagtid och en uppvärmningseffekt på upp till 0,06 K under dagtid respektive nattetid." [länk]
En annan strålningseffekt är från Hunga-Tongas utbrott 2022. Normalt spyr vulkaner ut sulfatpartiklar i stratosfären, som reflekterar solljus och därmed har en kylande effekt på ytan. Hunga-Tonga-utbrottet var dock förknippat med lite svaveldioxid .
Den huvudsakliga klimatpåverkan av Hunga-Tongas utbrott är den stora mängden vattenånga som kastades ut i stratosfären från Hunga-Tongas vulkanutbrott, vilket beräknas ha ökat vattenhalten i stratosfären med 10-15 % med en global uppvärmning på 0,034 °C under de kommande 5 åren. [länk]
Här är en skärmdump från Zoom Earth den 24/6, som visar rök från de kanadensiska skogsbränderna och afrikanskt damm. Rökens vithet i satellitbilden, i förhållande till Saharas stoft, indikerar rökens stora optiska djup (som är proportionellt mot ytkylningseffekten).
Sammanfattning De extrema förhållandena i Nordatlanten som utvecklats under de senaste månaderna beror sannolikt på en kombination av dynamiska faktorer, inklusive stokastiska väderavvikelser, regionala positiva återkopplingar och förändringar på global skala. Den höga uppvärmningstakten på senare tid är särskilt märkbar på grund av de - extrema SST-anomalier som den producerade. Jämförbar uppvärmning under perioder på ~4 till 6 månader inträffade dock tidigare under senvintern till vårsäsongerna 1983, 1987, 1989 och 2010 (figur 2), som föregick ett brett spektrum av orkanavvikelser under sensommaren. Den dominerande orsaken till de varma SST:erna är atmosfäriska cirkulationer som modifierar ytvindhastigheter (avdunstning; tydligen den största faktorn) och moln (solstrålning). - Hunga-Tonga är en global effekt, - Skogsbränders påverkan på haven ( de Canadensiska ) är dock begränsade
- Arikanskt damm är ett vanligt sommarinslag som kännetecknas av diskreta händelser.
Molnvariabiliteten på de flesta platser kommer att dominera över aerosoldrivningen när det gäller påverkan på havsytans temperaturer. En viss mindre nedkylning av Atlanten kan förväntas med kanadensisk rök och damm från Sahara.