Una proiezione affidabile dell'estremo cambiamento di frequenza di El Niño in un futuro clima più caldo è fondamentale per la gestione delle attività socio-economiche e della salute umana, decisioni politiche strategiche, gestione ambientale ed ecosistemica, e mitigazione dei disastri in molte parti del mondo. Sfortunatamente, pregiudizi comuni di lunga data nei modelli CMIP5, nonostante gli enormi sforzi compiuti negli ultimi decenni sullo sviluppo del modello numerico, rendono difficile ottenere una proiezione affidabile dell'estremo cambiamento di frequenza di El Niño in futuro. Sebbene sia stata prestata una crescente attenzione alla stima dei possibili impatti delle distorsioni dei modelli, non è ancora del tutto chiaro se e quanto i pregiudizi comuni dei modelli avrebbero un impatto sulla proiezione dell'estremo cambiamento di frequenza di El Niño nei prossimi decenni. Questa è una domanda urgente da risolvere.

Secondo la proiezione originale dei modelli CMIP5, l'estremo El Niño, definito dalla convezione Niño3, aumenterebbe due volte in futuro. Però, Il prof. Luo e il suo gruppo di ricerca scoprono che i modelli che producono una tendenza centennale verso est nel Pacifico tropicale durante il XX secolo proietterebbero un debole aumento o addirittura una diminuzione della frequenza estrema di El Niño nel XXI secolo. Poiché il trend centenario est è sistematicamente sottostimato in tutti i modelli CMIP5 rispetto al record storico, una domanda ragionevole è se questo bias comune potrebbe portare a una frequenza sovrastimata della variazione di frequenza estrema di El Niño nelle proiezioni originali dei modelli (Figura 1a).

Sulla base dei loro risultati, il cambiamento nella frequenza dell'estremo El Niño, che è stata definita dalla convezione totale nel Pacifico equatoriale orientale (cioè la somma dello stato medio e del valore di anomalia della velocità verticale nella regione di Nino3), è principalmente determinato dal cambiamento di stato medio della convezione di Nino3 (Figura 1b). Inoltre, il cambiamento nella convezione dello stato medio nella regione di Nino3 è altamente controllato dal cambiamento nel gradiente della temperatura superficiale del mare (SST) est-meno-ovest che determina la circolazione tropicale Pacific Walker (Figura 1c). Perciò, la variazione della frequenza estrema di El Niño definita dalla convezione totale nella regione di Nino3 si riduce alla variazione del gradiente SST del Pacifico tropicale est-meno-ovest (cioè, 'simile a El Niño' o 'simile a La Niña' cambia).

Identificando gli impatti sistematici di 13 pregiudizi comuni dei modelli CMIP5 nella simulazione del clima tropicale nel secolo scorso, scoprono che il cambiamento nel gradiente SST orientale-meno-ovest del Pacifico tropicale in futuro era significativamente sovrastimato nella proiezione originale. In netto contrasto con l'originale riscaldamento SST simile a El Niño nel futuro proiettato dai modelli CMIP5, il cambio Pacific SST, dopo aver rimosso gli impatti sistematici dei 13 bias comuni dei modelli, mostra che il più forte riscaldamento SST si verificherebbe nel Pacifico tropicale occidentale piuttosto che a est (cioè, un cambiamento di riscaldamento SST simile a La Niña), accoppiato con gli alisei più forti attraverso il Pacifico e la convezione soppressa nel Pacifico orientale.

Come menzionato sopra, change in the frequency of the so-defined extreme El Niño would be determined by the change in the Pacific mean-states. Perciò, by carefully removing the impacts of the models' common biases on the mean-state changes, Luo and colleagues find that the extreme El Niño frequency would remain almost unchanged in the future.

In sintesi, this finding highlights that the impacts of models' common biases could be great enough to reverse the original projection of the change in the tropical Pacific climate mean-states, which would largely affect the projection of the extreme El Niño frequency change in the future. Così, it sheds a new light on the importance of model bias-correction in order to gain a reliable projection of future climate change. Ma ancora più importante, this finding suggests that much more efforts should be put to improve climate models and reduce major systematic biases in coming years/decades.