Lokale drivere af forstærket arktisk opvarmning

Langtidsobservationer af overfladetemperaturer viser en intensiveret overfladeopvarmning i Canada, Sibirien, Alaska og i det arktiske hav i forhold til den globale middeltemperaturstigning. Dette opvarmningsmønster, almindeligvis omtalt som arktisk forstærkning, er i overensstemmelse med computermodeller, simulering af reaktionen på stigende drivhusgaskoncentrationer. Imidlertid, de underliggende fysiske processer for den intensiverede opvarmning er stadig uhåndgribelige.

En ny international undersøgelse af årsagen til arktisk amplifikation offentliggjort i denne uge i tidsskriftet Natur klimaændringer viser, at lokale drivhusgaskoncentrationer, og arktiske klimatilbagemeldinger opvejer andre processer. Brug af komplekse computersimuleringer, forskerne var i stand til at modbevise tidligere foreslåede hypoteser, der understregede rollen af ​​transport af varme fra troperne til polerne som en af ​​de vigtigste bidragydere til den forstærkede opvarmning i Arktis.

"Vores undersøgelse viser klart, at lokal carbondioxid-forcering og polær feedback er mest effektive i arktisk forstærkning sammenlignet med andre processer, "sagde den tilsvarende forfatter Malte Stuecker, projektleder ved IBS Center for Climate Physics (ICCP) i Busan, Sydkorea.

Stigende menneskeskabt kuldioxid (CO ₂ ) koncentrationer fanger varme i atmosfæren, hvilket fører til overfladeopvarmning. Regionale processer kan så yderligere forstærke eller dæmpe denne effekt, derved skabes det typiske mønster for global opvarmning. I den arktiske region, overfladeopvarmning reducerer sne- og havisens udbredelse, hvilket igen mindsker overfladens reflektionsevne. Som resultat, mere sollys kan nå toppen af ​​lagene af jorden og havet, fører til accelereret opvarmning. Desuden, ændringer i arktiske skyer og i den lodrette atmosfæriske temperaturprofil kan øge opvarmningen i polarområderne.

Ud over disse faktorer, varme kan transporteres ind i Arktis af vinden. "Vi ser denne proces for eksempel under El Niño-begivenheder. Tropisk opvarmning, forårsaget enten af ​​El Niño eller menneskeskabte drivhusemissioner, kan forårsage globale ændringer i atmosfæriske vejrmønstre, som kan føre til ændringer i overfladetemperaturer i fjerntliggende områder, såsom Arktis, " sagde Kyle Armour, medforfatter til undersøgelsen og professor i Atmosfæriske Videnskaber og Oceanografi ved University of Washington.

I øvrigt, global opvarmning uden for den arktiske region vil også føre til en stigning i Atlanterhavets temperaturer. Havstrømme, såsom Golfstrømmen og den nordatlantiske drift kan derefter transportere de varmere farvande til det arktiske hav, hvor de kunne smelte havis og opleve yderligere forstærkning på grund af lokale processer.

For at afgøre, om tropisk opvarmning, atmosfæriske vind- og havstrømsændringer bidrager til fremtidens arktiske amplifikation, holdet designede en række computermodelsimuleringer. "Ved at sammenligne simuleringer med kun arktisk CO ₂ ændringer med simuleringer, der anvender CO ₂ globalt, vi finder lignende arktiske opvarmningsmønstre. Disse resultater viser, at fjerntliggende fysiske processer uden for polarområderne ikke spiller en stor rolle, i modsætning til tidligere forslag, " siger medforfatter Cecilia Bitz, professor i atmosfæriske videnskaber ved University of Washington.

I troperne – drevet af høj temperatur og fugt – kan luft let bevæge sig op i store højder, hvilket betyder at atmosfæren er ustabil. I modsætning, den arktiske atmosfære er meget mere stabil med hensyn til vertikal luftbevægelse. Denne tilstand øger CO ₂ -induceret opvarmning i Arktis nær overfladen. I troperne - på grund af den ustabile atmosfære - CO ₂ opvarmer for det meste den øvre atmosfære, og energi går let tabt til rummet. Dette er modsat hvad der sker i Arktis:Mindre udgående infrarød stråling undslipper atmosfæren, hvilket yderligere forstærker den overfladefangede opvarmning.

"Vores computersimuleringer viser, at disse ændringer i den lodrette atmosfæriske temperaturprofil i den arktiske region opvejer andre regionale feedbackfaktorer, såsom den ofte citerede is-albedo-feedback", siger Malte Stuecker.

De nye resultater af denne undersøgelse fremhæver betydningen af ​​arktiske processer for at kontrollere det tempo, hvormed isen vil trække sig tilbage i Det Arktiske Ocean. Resultaterne er også vigtige for at forstå, hvor følsomme polære økosystemer, Arktisk permafrost og Grønlands indlandsis vil reagere på den globale opvarmning.