Hurtig arktisk opvarmning har tidligere ændret vinde fra det sydlige hav

Det globale klima er en kompleks maskine, hvor nogle stykker er adskilte, atter andre er forbundet. Forskere forsøger at opdage forbindelserne for at forudsige, hvad der vil ske med vores klima, især i en fremtid med flere varmefangende gasser.

Et dramatisk mønster i vores planets klimahistorie involverer paroxysmer i arktiske temperaturer. Under den sidste istid, titusinder af år siden, Grønland blev gentagne gange opvarmet med omkring 10 grader Celsius i løbet af blot et par årtier og derefter gradvist afkølet. I mellemtiden forblev klimaet på den sydlige halvkugle nogenlunde stabilt, med kun svage og længe forsinkede ekkoer af temperaturkaosset nordpå.

Men ny forskning fra University of Washington viser, at de voldsomme vinde, der kredser omkring Antarktis - en vigtig løftestang for det globale klima - skiftede hurtigt som reaktion på temperaturstigningerne på den nordlige halvkugle.

"Det er meget overraskende, at vi kan se disse virkelig bratte ændringer på den nordlige halvkugle, der gør det meget hurtigt til den sydlige halvkugle, " sagde første forfatter Bradley Markle, en UW doktorand i jord- og rumvidenskab. "Den atmosfæriske cirkulation er tæt forbundet over hele kloden under disse begivenheder."

Undersøgelsen er offentliggjort i januarudgaven af Natur Geovidenskab .

Forskere brugte beviser fra en 2-mile lang vestantarktisk iskerne. Den iskernes tykke årlige lag giver præcise dateringer, der gør det muligt for forskerne at matche dens klimahistorie med dem i fjerne grønlandske isregistre. Den vilde nordlige temperatur svinger, kendt som Dansgaard-Oeschger begivenheder, menes at være naturlige svingninger i klimasystemet. De er blevet gengivet i de mest sofistikerede klimamodeller, der dækker istidsperioden. De samme modeller viser også et skift i vinde på den sydlige halvkugle.

Den nye undersøgelse er observationsstøtten til dette skifte i vinden.

Den antarktiske iskerne viser, at vinde fra det sydlige hav skiftede på samme tid, eller højst inden for et par årtier, af hver hurtig grønlandsk opvarmning. Antarktis lufttemperaturer, på den anden side, er forbundet gennem de langsommere oceaner og tog omkring to århundreder at reagere.

"Vi havde aldrig fundet noget i vores iskerner før, der viser, at den sydlige halvkugle reagerer så hurtigt på, hvad der skete på den nordlige halvkugle, " sagde medforfatter Eric Steig, en UW professor i jord- og rumvidenskab. "Det, vi fandt, er, at når det pludselig varmes op på den nordlige halvkugle, vindene på den sydlige halvkugle bevæger sig mod nord, og blæs varmere vand over. Og det modsatte sker, når det køler hurtigt ned i nord:vindene skifter mod syd."

Det var allerede velkendt, at tropiske regnbånd og jetstrømmen på den nordlige halvkugle tilpasser sig temperaturbalancen mellem halvkuglerne. Men der var få historiske beviser for, at vinde blæste over det iskolde sydlige hav.

Den nye undersøgelse bruger kemiske spor i den 70 tusind år lange iskernerekord. Mens vindstød fordamper havvand, fraktionen af ​​tungere til lettere brint- og oxygenatomer i damp afhænger af havets temperatur. Når denne fugt til sidst falder som sne over Antarktis, den indeholder en signatur af den breddegrad, hvor den fordampede.

Resultater viser, at vindene skiftede nordpå mod ækvator, da Grønland blev varmet, gennem et signal, der blev kommunikeret gennem atmosfæren.

"Når det varmes hurtigt op på den nordlige halvkugle, skaber det stærke temperaturgradienter, som påvirker regnbælterne i troperne. Regnbælterne i troperne påvirker, hvor vinden blæser på den sydlige halvkugle. Så det er en kæde af effekter, " sagde Steig.

Udover at være vigtig for det antarktiske klima, vinde fra det sydlige hav påvirker nedbøren i Sydamerika, Australien og det sydlige Afrika. Disse vinde spiller også en rolle i langsigtede klimatilbagemeldinger, der involverer Antarktis havis og optagelsen af ​​atmosfærisk kuldioxid i havene.

"Der er en generel forståelse i det klimavidenskabelige samfund, at global opvarmning ikke kun handler om temperaturændringer, det handler også om skiftende vinde, " sagde Steig.

Selvom der er nogle beviser på, at vinde fra det sydlige hav kan ændre sig i dag, årsagerne ville være forskellige fra dem i undersøgelsen, advarede forfatterne. Men resultaterne etablerer en ny bro mellem de to halvkugler, og understøtte resultaterne fra computermodeller, der skaber detaljerede simuleringer af det globale klima over tusinder af år.

"Dette giver os tillid til, at de modeller, vi bruger til at lave disse beregninger, får det rigtige, " sagde Steig.