Antarktis:Return of the Weddell polynya understøtter Kiel klimamodel

I midten af ​​1970'erne blev et stort isfrit område i Weddellhavet øst for den antarktiske halvø observeret af satellitter om vinteren. Nu, 40 år senere, fænomenet viser sig igen. Dets gentagelse understøtter klimamodelstudier udført af en forskergruppe ved GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel, som identificerede den såkaldte polynya som en del af naturlig klimavariabilitet og forklarede dens årsager og virkninger i flere publikationer i de senere år.

I øjeblikket, vinteren har stadig et fast greb om Antarktis. På denne tid af året, Weddellhavet er normalt dækket af et tykt lag havis. På trods af de iskolde temperaturer i regionen, satellitbilleder viser et stort isfrit område i midten af ​​isdækket. Arealet af hullet i isen er større end Holland, og det fascinerer klima- og polarforskere verden over. Forskere fra GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel følger udviklingen nøje. "For os er dette isfrie område et vigtigt nyt datapunkt, som vi kan bruge til at validere vores klimamodeller. Dets forekomst efter flere årtier bekræfter også vores tidligere beregninger, " siger Dr. Torge Martin, meteorolog og klimamodeller i GEOMAR Research Division "Oceans Circulation and Climate Dynamics".

Polarforskere omtaler et stort isfrit område i ellers frosset hav med det russiske ord "polynya". I Arktis og Antarktis, polynyer forekommer regelmæssigt, men typisk i kystområder. De spiller en vigtig rolle i dannelsen af ​​ny havis og dybt vand. I det åbne hav, imidlertid, polynyer er sjældne. Den såkaldte Weddell Polynya er kun blevet observeret én gang i satellittiden, nemlig i midten af ​​1970'erne. "På det tidspunkt havde det videnskabelige samfund netop opsendt de første satellitter, der gav billeder af havisen fra rummet. Målinger på stedet i det sydlige ocean kræver stadig en enorm indsats, så de er ret begrænsede, " siger Dr. Martin.

Alligevel, Weddell Polynya er rimelig godt forstået. "Det sydlige Ocean er stærkt lagdelt. Et meget koldt, men relativt ferskvandslag dækker en meget varmere og saltere vandmasse, fungerer således som et isolerende lag, " forklarer prof. Dr. Mojib Latif, leder af forskningsafdelingen hos GEOMAR. Under visse betingelser, det varme vand i det nederste lag kan nå overfladen og smelte isen. "Dette er som at åbne en trykaflastningsventil - havet frigiver derefter et overskud af varme til atmosfæren i flere på hinanden følgende vintre, indtil varmereservoiret er opbrugt, " tilføjer professor Latif.

Alligevel er der to store spørgsmål tilbage:hvor ofte forekommer polynyen, og påvirker klimaændringer denne proces? "Hvis der næsten ikke er nogen observationer, computermodeller hjælper med at simulere samspillet mellem havet, atmosfæren og havisen, " forklarer Dr. Annika Reintges, førsteforfatter til den seneste undersøgelse fra Kiel-gruppen om dette emne. Modellerne anvender grundlæggende fysiske love til at simulere klima. Reelle data som f.eks. batymetrien og faktiske klimaobservationer brugt som udgangspunkt danner en ramme, som modellerne kører i.

Imidlertid, datausikkerhed fører til en række resultater. "Derfor, vi forsøger altid at sammenligne simuleringerne med virkelige fænomener for at forbedre modellerne. Desværre, mange dataserier er for korte til at evaluere den simulerede klimavariabilitet med perioder på flere årtier. Vi sammenligner derfor også modellerne med hinanden, " siger Dr. Reintges.

Amerikanske videnskabsmænd har beregnet, at Weddell Polynya sandsynligvis ikke ville forekomme igen på grund af klimaændringer. Højere nedbørsniveauer i regionen og smeltende is ville afkoble overfladen fra de dybere vandlag. Imidlertid, i flere undersøgelser, der anvender "Kiel Climate Model" og andre computermodeller, forskergruppen i Kiel beskrev polynyen som en del af langsigtet naturlig variabilitet, hvilket ville ske igen før eller siden. "Det faktum, at nu en stor, isfrit område kan observeres i Weddellhavet bekræfter vores teori og giver os endnu et datapunkt for yderligere modelstudier, " siger Dr. Martin.

Generelt, klimaforskerne ved GEOMAR, ligesom mange kolleger rundt om i verden, er ivrige efter at differentiere naturlig klimavariabilitet fra menneskeskabte ændringer. "Global opvarmning er ikke en lineær proces og sker oven på intern variabilitet, der er iboende for klimasystemet. Jo bedre vi forstår disse naturlige processer, jo bedre kan vi identificere den menneskeskabte påvirkning af klimasystemet", genoptager professor Latif.