PDO on ilmaston ilmiö, joka havaitaan pääasiassa pohjoisella Tyynellämerellä (toisin kuin El Niño, joka vaikuttaa pääasiassa trooppisella Tyynellämerellä). Sillä on kaksi vuorottelevaa vaihetta, ja se pysyy yhdessä vaiheessa huomattavan ajan (vain 10 tai jopa 40 vuotta). Ei kuitenkaan ole harvinaista, että näiden vaiheiden sisään sattuu 1-5 vuoden jaksoja, joissa PDO vaihtaa tilaa. PDO:n vaiheita kutsutaan lämpimäksi (positiiviset arvot) tai viileäksi vaiheeksi (negatiiviset arvot). 

Kuva 1: PDO-indeksin kuukausiarvot vuodesta 1900 toukokuuhun 2006. Lähde: Climate Impacts Group

Ensimmäinen opetus PDO:sta on, että vaikka puhummekin 20-30 vuoden ajanjaksoista, se ei ole aivan niin yksinkertaista. Itse asiassa, ilmiön taajuuden analysointi ei osoita sille kovin selkeää jaksollisuutta. Vuonna 1999 muuten ennustettiin, että olimme siirtymässä viileään vaiheeseen. 

Toinen opetus PDO:sta on, että vaikka puhutaan lämpimästä ja viileästä vaiheesta, ne ovat enemmän nimiä kuin ilmiön fysikaalisia luonnehdintoja. Kuten kuvassa 2 nähdään, PDO:n viileän vaiheen aikana meren pintalämpötila on alhainen pitkin Tyynenmeren rannikkoa Pohjois-Amerikassa, mutta pohjoisen Tyynenmeren keskellä on edelleen melko lämmintä. Näyttäisi siis siltä, ettei PDO:ssa ole mitään olennaista mikä aiheuttaisi merkittäviä muutoksia maapallon lämpötiloihin. 

Kuva 2: PDO:n lämmin vaihe (vasemmalla) ja viileä vaihe (oikealla). Kuva: JISAO.

Siitä huolimatta ilmasto on aina täynnä yllätyksiä ja ollaksemme perusteellisia, meidän pitäisi tarkastella, miten PDO:n vaiheen muuttuminen vastaa ilmaston trendejä. Vuonna 1905 PDO siirtyi lämpimään vaiheeseen kun ilmaston lämpeneminen alkoi. Vuonna 1946, PDO siirtyi viileään vaiheeseen, kun lämpötilat viilenivät vuosisadan puolivälissä. Vuonna 1977 PDO siirtyi lämpimään vaiheeseen samoihin aikoihin kuin moderni ilmaston lämpeneminen alkoi. Onko PDO syyllinen? 

Kuva 3: PDO-indeksi (sininen, Washingtonin yliopisto) verrattuna globaaliin lämpötila-poikkeamaan (punainen - GISS Temp). Tasoitettu data (paksummat siniset ja punaiset viivat) ja trendiviivat (suorat paksut viivat) on lisätty.

Vaikka PDO korreloi jonkin verran globaalin lämpötilan lyhyen aikavälin vaihtelun kanssa, silmiinpistävä piirre kuvassa 3 ovat erot PDO:n ja globaalin lämpötilan trendien välillä. Selvästikään PDO:n värähtelyssä positiivisten ja negatiivisten arvojen välillä ei näy pitkän aikavälin trendiä. Sen sijaan lämpötilassa on pitkällä aikavälillä lämpenevä trendi. Kun PDO edellisen kerran siirtyi viileään vaiheeseen, globaali lämpötila oli noin 0,4 ^oC nykyistä viileämpi. 

Pitkän aikavälin lämpenevä trendi osoittaa kokonaisenergian Maan ilmastojärjestelmässä olevan lisääntymässä. Tämä johtuu energiataseen epätasapainosta - enemmän energiaa tulee sisään kuin menee ulos (Hansen 2005). Monet erilaiset tekijät vaikuttavat maapallon energiataseeseen. Kirkastuva Aurinko lisää sisään tulevaa energiaa. Ilmakehän aerosolit heijastavat auringonvaloa vähentäen ulkoa saapuvaa energiaa. Kasvihuonekaasut imevät lähtevää pitkäaaltoista säteilyä vähentäen ulos lähtevää energiaa. 

Kokonaisenergiataseen epätasapaino ilmaistaan nettopakotteena, kaikkien vaihtelevien pakotteiden summana (esim. - aurinko, aerosolit, kasvihuonekaasut, jne). Kuvassa 4 verrataan nettopakotetta maapallon lämpötilaan 1900-luvun aikana: 

Kuva 4: Nettopakote (Sininen - NASA GISS) verrattuna globaaliin maa- ja merilämpötilan poikkeamaan (Punainen - GISS Temp).

Kun kaikki pakotteet otetaan huomioon, nettopakote ja maapallon lämpötila korreloivat hyvin. Ei ole olemassa vain yhtä vaikuttavaa tekijää. Koska ilmastomme edelleen vastaanottaa enemmän energiaa kuin siitä lähtee, voimme odottaa pitkän aikavälin lämpenemisen jatkuvan yhdessä lyhyen aikavälin vaihtelujen kanssa. Tämä on Keenlyside 2008:n keskeisin sanoma, jonka perusteella Hadley Centre ennustaa sisäisten vaihteluiden osittain peittävän ihmisperäisen ilmaston lämpenemisen lähivuosina alleen (Smith 2007). 

Molemmat ennusteet tulevat seuraavan sukupolven ilmastomalleista, joissa valtamerten dynamiikka on mukana (olen yllättynyt, ettei kukaan ole vielä käyttänyt termiä GCM 2.0). Nämä uudet mallit ennustavat, että vaikka lämpeneminen hidastuu tulevina vuosina sisäisen vaihtelun takia, lämpenevä trendi jatkuu pitkällä aikavälillä.