Hvorfor Antarktis havis er så lavt (og nej, det handler ikke kun om klimaændringer)

Havisen i Antarktis krympede hurtigt til et rekordlavt niveau i slutningen af ​​2016 og har holdt sig et godt stykke under gennemsnittet. Men hvad ligger bag denne dramatiske smeltning og lave isdække siden?

Vores to artikler offentliggjort tidligere på måneden tyder på, at en kombination af naturlig variation i atmosfæren og havet var skylden, selvom menneskeskabte klimaændringer også kan spille en rolle.

Hvad skete der med havisen i Antarktis i 2016?

Antarktis havis er frosset havvand, normalt mindre end et par meter tyk. Det adskiller sig fra ishylder, som er dannet af gletsjere, flyde i havet, og er op til en kilometer tykke.

Havisen i Antarktis er afgørende for det globale klima, og marine økosystemer og satellitter har overvåget det siden slutningen af ​​1970'erne. I modsætning til Arktis, havis omkring Antarktis havde langsomt udvidet sig (se figuren nedenfor).

Imidlertid, i slutningen af ​​2016 smeltede Antarktis havis dramatisk og hurtigt og nåede et rekordlavt niveau. Dette vakte klimaforskernes interesse, fordi så store, uventede og hurtige ændringer er sjældne. Havisens dækning er stadig et godt stykke under gennemsnittet nu.

Vi ønskede at vide, hvad der forårsagede dette hidtil usete fald i Antarktis havis, og hvilke ændringer i systemet, der har holdt disse tilbagegange. Vi ønskede også at vide, om dette var et midlertidigt skift eller begyndelsen på et længerevarende fald, som forudsagt af klimamodeller. Endelig, vi ønskede at vide, om menneskeskabte klimaændringer bidrog til disse rekordlave niveauer.

På jagt efter spor

Havisen omkring Antarktis varierer meget fra år eller årti til det næste. Faktisk, Antarktis havisen havde nået en rekordhøjde så sent som i 2014.

Det gav et fingerpeg. Da isdækket fra år til år og årti til årti varierer så meget, dette kan maskere længerevarende smeltning af havis på grund af menneskeskabt opvarmning.

Det næste spor var i rekorder slået langt væk fra Antarktis. I foråret 2016 var havoverfladetemperaturer og nedbør i det tropiske østlige Indiske Ocean rekordhøje. Dette var i forbindelse med en stærkt negativ indiske Ocean Dipole (IOD) begivenhed, hvilket bragte varmere farvande til den nordvestlige del af Australien.

Mens IOD-begivenheder påvirker nedbør i det sydøstlige Australien, vi fandt (ved hjælp af både statistisk analyse og klimamodeleksperimenter), at det fremmede et mønster i vindene over det sydlige ocean, der var særligt befordrende for aftagende havis.

Disse overfladevinde, der blæser fra nord, skubbede ikke kun havisen tilbage mod det antarktiske kontinent, de var også varmere, med til at smelte havisen.

Disse nordlige vinde matchede næsten perfekt de vigtigste regioner, hvor havis faldt.

Selvom tidligere undersøgelser havde knyttet dette vindmønster til havisens tilbagegang, vores undersøgelser er de første til at argumentere for det tropiske østlige Indiske Oceans dominerende rolle i at drive det.

Men dette var ikke den eneste faktor.

Senere i 2016 blev de typiske vestenvinde, der omgiver Antarktis, svækket til rekordlave niveauer. Dette fik havoverfladen til at varme op, fremme mindre havisen.

De svagere vinde startede i toppen af ​​atmosfæren over Antarktis, i området kendt som den stratosfæriske polære hvirvel. Vi tror, ​​at denne sekventielle forekomst af tropiske og derefter stratosfæriske påvirkninger bidrog til rekordfaldet i 2016.

Taget sammen, de beviser, vi præsenterer, understøtter ideen om, at den hurtige nedgang i Antarktis havis i slutningen af ​​2016 i høj grad skyldtes naturlige klimavariationer.

Den nuværende tilstand af Antarktis havis

Siden da, Havisen har for det meste holdt sig et godt stykke under gennemsnittet i forbindelse med varmere øvre havtemperaturer omkring Antarktis.

Vi hævder, at disse er produktet af stærkere end normale vestenvinde i de foregående 15 år omkring Antarktis, drevet igen fra troperne. Disse stærkere vestlige områder fremkaldte en reaktion i havet, med varmere undergrundsvand, der bevæger sig mod overfladen over tid.

Kombinationen af ​​rekordhøje tropiske havoverfladetemperaturer og svækket vestenvind i 2016 opvarmede hele de øverste 600 m vand i de fleste regioner i det sydlige ocean omkring Antarktis. Disse varmere havtemperaturer har opretholdt den reducerede udbredelse af havis.

Udbredelsen af ​​havisen i Antarktis får en rekordlav start på det nye år. Det tyder på, at det første hurtige fald, der blev set i slutningen af ​​2016, ikke var en isoleret begivenhed, og når det kombineres med opvarmningen af ​​det øvre sydlige hav i dekadelle tidsskala, kan betyde reduceret havisens udbredelse i nogen tid.

Vi argumenterer for, at det, vi ser indtil videre, kan forstås i form af naturlig variabilitet overlejret på et langsigtet menneske-induceret opvarmningssignal.

Dette skyldes, at nedbørs- og havtemperaturrekorderne set i det tropiske østlige Indiske Ocean, der førte til det indledende havisfald i 2016, sandsynligvis har et bidrag til klimaændringer.

Denne opvarmning og genopretningen af ​​det antarktiske ozonhul kan også påvirke overfladevindmønstrene i de kommende årtier.

Sådanne ændringer kan være drivkraften bag klimaændringseffekter, der begynder at dukke op i den antarktiske region. Men den begrænsede dataregistrering og store variation indikerer, at det stadig er for tidligt at sige.

Vi vil gerne anerkende rollen som vores medforfattere S Abhik, Cecilia M Bitz, Christine TY Chung, Alice DuVivier, Harry H Hendon, Marika M Holland, Eun-Pa Lim, LuAnne Thompson, Peter van Rensch og Dongxia Yang i at bidrage til forskningen diskuteret i denne artikel.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.