Ocean-atmosphere-ice sheet interactions in the polar north, 50-150 ka BP: Implications for climate system processes

Resultater fra driv-responsanalyser (Convergent Cross Mapping, CCM) gjort på 800 000 år lange tidsserier av fortidsklima (globalt isvolum, havoveflatetemperatur og solinnstråling) viser at CCM analyse er en lovende teknikk som kan gi innsikt i hvordan informasjon blir overført i komplekse kaotiske systemer slik som Jordens klimasystem. Resultatene indikerer at langsomme sykliske endringer i solinnstrålingen om sommeren på den nordlige halvkule påvirker det globale isvolumet samt havtemperatur over tidsskalaer på mange tusen år. Resultater fra en synkronisering av fortidsklimatidsserier fra marine kjerner i Norskehavet og tidsserier fra dryppsteiner samlet fra kinesiske huler viser at det er en svært tett kobling mellom klima og havsirkulasjon i Norskehavet og intensiteten på den asiatiske monsunen. Dette gjør at det er mulig å overføre den gode tidskontrollen på de Uran-Thoriumdaterte dryppesteinene til de marine kjernene der uavhengig tidskontroll er svært krevende. Dette kronologiske rammeverket gir et svært godt utgangspunkt for videre analyser av informasjonsflyten mellom klimatidsserier fra Norskehavet/Nord-atlanteren og globalt viktige klimaparametere slik som endringer i jordens bane rundt sola, CO2 konsentrasjon i atmosfæren, tropiske nedbørsmønstre samt globalt havnivå. Driv-respons forholdene i disse koblete systemene blir utforsket med to ulike analytiske teknikker, Convergent Cross Mapping (CCM) og Information Transfer (IT). Disse teknikkene bruker konseptuelt forskjellige tilnærminger til å detektere den relative styrken og retningen i potensielt kaotiske og ikke-linære systemer. Dette gjør oss i stand til å adressere hvordan forskjelling komponenter i klimasystemet samhandler og hvordan samhandlingen blir påvirket av eksterne faktorer slik som endringer i jordas bane og drivhusgasser.

Understanding how Earth's climate responds to present and past changes in climate forcing is hampered by the complexity of the global climate system, involving nonlinearity, teleconnections and feedback mechanisms. This makes it difficult to disentangle the drive and response relationships between climate system variables. Knowledge of how climate system processes interact with each other and how this interaction is affected by external forcing is essential in order to understand the causes for abrupt c limate change, and how effects from forcing of for example greenhouse gases and orbital variability propagate through the climate system. The INTERACT project seeks to elucidate such interactions between the oceans, the atmosphere and ice sheets occurring in the North Atlantic region and their relation with global climate over a 100 ka time interval that covers both glacial and interglacial climate states. We will achieve this by linking new and previously published high resolution climate proxy records f rom the Nordic Seas/North Atlantic region that records variability in atmospheric, oceanic and ice sheets, with key global climate parameters such as CO2, orbital variability, sea-level, low latitude hydrology and Southern Hemisphere climate/bipolar see-s aw. The drive and response relationships between the climatic factors and processes will be addressed by a novel data analytical technique, Information Transfer analysis, which is especially developed for non-parametric drive and response attribution in c haotic non-linear systems.