Near-Surface Salinity as Nature's Rain Gauge to Detect Human Influence on the Tropical Water Cycle

• Published in: Journal of Climate
• Main Authors: Terray, Laurent, Corre, Lola, Cravatte, Sophie, Delcroix, Thierry, Reverdin, Gilles, Ribes, Aurélien
• Other Authors: Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique (CERFACS), Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique - CERFACS (CERFACS), Océan du Large et Variabilité Climatique (OLVAC), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Échanges dans la couche de surface : des pôles aux tropiques (SURF), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2012
• Subjects: [SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph]; [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph]; [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes; Pacific; North Atlantic
• Online Access: https://hal.science/hal-00758290; https://hal.science/hal-00758290/document; https://hal.science/hal-00758290/file/%5B15200442%20-%20Journal%20of%20Climate%5D%20Near-Surface%20Salinity%20as%20Nature%25u2019s%20Rain%20Gauge%20to%20Detect%20Human%20Influence%20on%20the%20Tropical%20Water%20Cycle.pdf; https://doi.org/10.1175/JCLI-D-10-05025.1

International audience Changes in the global water cycle are expected as a result of anthropogenic climate change, but large uncertainties exist in how these changes will be manifest regionally. This is especially the case over the tropical oceans, where observed estimates of precipitation and evaporation disagree considerably. An alternative approach is to examine changes in near-surface salinity. Datasets of observed tropical Pacific and Atlantic near-surface salinity combined with climate model simulations are used to assess the possible causes and significance of salinity changes over the late twentieth century. Two different detection methodologies are then applied to evaluate the extent to which observed large-scale changes in near-surface salinity can be attributed to anthropogenic climate change.Basin-averaged observed changes are shown to enhance salinity geographical contrasts between the two basins: the Pacific is getting fresher and the Atlantic saltier. While the observed Pacific and interbasin-averaged salinity changes exceed the range of internal variability provided from control climate simulations, Atlantic changes are within the model estimates. Spatial patterns of salinity change, including a fresher western Pacific warm pool and a saltier subtropical North Atlantic, are not consistent with internal climate variability. They are similar to anthropogenic response patterns obtained from transient twentieth- and twenty-first-century integrations, therefore suggesting a discernible human influence on the late twentieth-century evolution of the tropical marine water cycle. Changes in the tropical and midlatitudes Atlantic salinity levels are not found to be significant compared to internal variability. Implications of the results for understanding of the recent and future marine tropical water cycle changes are discussed.