Vejrforstyrrelser fremskynder smeltningen af ​​havis

I vinteren 2015/16, der skete noget, der aldrig før var set på denne skala:i slutningen af ​​december, temperaturerne steg over nul grader Celsius i flere dage i dele af Arktis. Temperaturer på op til otte grader blev registreret nord for Svalbard. Denne høje temperatur er ikke registreret i vinterhalvåret siden begyndelsen af ​​systematiske målinger i slutningen af ​​1970'erne. Som følge af denne usædvanlige varme, havisen begyndte at smelte.

"Vi hørte om dette fra medierne, "siger Heini Wernli, Professor i atmosfærisk dynamik ved ETH Zürich. Nyheden vakte hans videnskabelige nysgerrighed, og et team ledet af hans daværende doktorand Hanin Binder undersøgte spørgsmålet. I november 2017, de offentliggjorde deres analyse af denne usædvanlige begivenhed i tidsskriftet Geofysiske forskningsbreve .

I det, forskerne viser, hvordan disse usædvanlige temperaturer opstod:tre forskellige luftstrømme mødtes over Nordsøen mellem Skotland og det sydlige Norge, transporterer varm luft nordpå ved høj hastighed som på en "motorvej". (se illustration)

Én luftstrøm stammer fra Sahara og bragte varm luft nær overfladen med sig. Til at starte med, temperaturen på denne luft var omkring 20 grader Celsius. Mens det afkølede på vej til Arktis, den var stadig over nul, da den ankom. "Det er ekstremt sjældent for varme, nær-overflade subtropisk luft, der skal transporteres så langt som til Arktis, «siger Binder.

Den anden luftstrøm stammer fra selve Arktis, en kendsgerning, der undrede forskerne. Til at starte med, denne luft var meget kold. Imidlertid, luftmassen - som også lå tæt på jorden - bevægede sig mod syd ad en buet sti og, mens de er over Atlanterhavet, blev opvarmet betydeligt af varmestrømmen fra havet, før den sluttede sig til den subtropiske luftstrøm.

Den tredje varme luftstrøm startede som en kold luftmasse i den øvre troposfære, fra en højde over 5 kilometer. Disse luftmasser blev transporteret fra vest til øst og faldt ned i et stationært højtryksområde over Skandinavien. Kompression varmede derved den oprindeligt kolde luft, før den kom ind på "motorvejen til Arktis".

Poleward varm lufttransport

Denne motorvej med luftstrømme blev muliggjort af en bestemt konstellation af tryksystemer over Nordeuropa. I den pågældende periode, intense lavtrykssystemer udviklet over Island, mens et ekstremt stabilt højtryksområde dannede sig over Skandinavien. Dette skabte en slags tragt over Nordsøen, mellem Skotland og det sydlige Norge, som kanaliserede de forskellige luftstrømme og styrede dem nordpå til Arktis.

Denne motorvej varede cirka en uge. Tryksystemerne forfaldt derefter, og Arktis vendte tilbage til sin typiske frosne vintertilstand. Imidlertid, den varme periode var tilstrækkelig til at reducere tykkelsen af ​​havisen i dele af Arktis med 30 centimeter - i en periode, hvor is normalt bliver tykkere og mere udbredt.

"Disse vejrforhold og deres virkning på havisen var virkelig enestående, "siger Binder. Forskerne var ikke i stand til at identificere en direkte forbindelse til global opvarmning." Vi foretog kun en analyse af en enkelt begivenhed; vi undersøgte ikke de langsigtede klimaspekter ”understreger Binder.

Højtrykssystemer får havis til at smelte

Imidlertid, smeltningen af ​​arktisk havis om sommeren er en anden historie. Den langsigtede tendens er klar:den minimale udstrækning og tykkelse af havisen i sensommeren har været ved at skrumpe konstant siden slutningen af ​​1970'erne. Havis smeltede særligt kraftigt i 2007 og 2012 - et faktum, som klimaforskere hidtil ikke har været i stand til helt at forklare. Sammen med Lukas Papritz fra University of Bergen, Wernli undersøgte årsagerne til disse udsving. Deres undersøgelse er netop blevet offentliggjort i tidsskriftet Naturgeovidenskab .

Ifølge deres forskning, den alvorlige smeltning i de førnævnte år var forårsaget af stabile højtrykssystemer, der gentagne gange blev dannet i løbet af sommermånederne. Under disse skyfrie vejrforhold, det høje niveau af direkte sollys - solen skinner 24 timer i døgnet på denne årstid - intensiverede især smeltningen af ​​havisen.

Områder med lavt tryk "injicerer" luftmasser i Arktis

Disse højtrykssystemer udviklede sig gennem en tilstrømning af luft fra tempererede breddegrader. Lavtrykssystemer i de nordatlantiske og nordlige Stillehavsområder, for eksempel, "injicere" luftmasser i Arktis i cirka otte kilometers højde. Dette hævede tropopausens højde, grænsen mellem troposfæren og stratosfæren, i området for "injektionerne". Som resultat, overfladelufttrykket under steg, og der blev etableret et højtrykssystem. Mens det forsvandt igen omkring ti dage senere, en usædvanlig stor mængde havis smeltede i mellemtiden, og den resterende is tyndes.

Klimaforskernes undersøgelse viste, at i somrene 2007 og 2012, hvor disse højtrykssituationer forekom særlig hyppigt, de førte til skyfrie forhold hver tredje dag. Det høje niveau af solstråling intensiverede og fremskyndede smeltningen af ​​havisen. "Solstrålingsniveauet er hovedfaktoren i isens smeltning om sommeren. I modsætning til vinteranomalien, den "injicerede" luft i cirka 8 kilometers højde fra syd er ikke varm-med minus 60 grader er det iskoldt, "siger Wernli." Lufttemperaturen har derfor meget lille indvirkning på isen. "Desuden den nordlige transport af varme, fugtige luftmasser ved kanten af ​​højtrykssystemerne reducerer (varme) emission, hvilket yderligere intensiverer smeltningen.

Deres analyse har gjort det muligt for forskerne at forstå de meteorologiske processer, der førte til betydelige variationer i issmeltning om sommeren for første gang. "Vores resultater understreger den grundlæggende rolle, vejrsystemer i tempererede breddegrader spiller i episoder med særlig intens issmeltning i Arktis, ”siger ETH -professoren.