NASA -satellitter viser, hvordan skyer reagerer på ændringer i arktisk havis

Skyer er et af de største wildcards i forudsigelser af, hvor meget og hvor hurtigt Arktis vil fortsætte med at varme op i fremtiden. Afhængigt af årstiden og det ændrede miljø, hvor de dannes og eksisterer, skyer kan både virke og opvarme overfladen under dem.

I årtier, forskere har antaget, at tab i arktisk havisdækning tillader dannelse af flere skyer nær havets overflade. Nu, ny NASA -forskning viser, at ved at frigive varme og fugt gennem et stort hul i havis kendt som en polynya, det udsatte hav nærer dannelsen af ​​flere skyer, der fanger varme i atmosfæren og forhindrer genfrysning af ny havis.

Resultaterne stammer fra en undersøgelse af et afsnit af den nordlige Baffinbugt mellem Grønland og Canada kendt som North Water Polynya. Forskningen er blandt de første til at undersøge interaktionerne mellem polynya og skyer med aktive sensorer på satellitter, som gjorde det muligt for forskere at analysere skyer lodret på lavere og højere niveauer i atmosfæren.

Metoden gav forskere mulighed for mere præcist at se, hvordan skydannelse ændrede sig nær havets overflade over polynyaen og den omkringliggende havis, forklarede Emily Monroe, en atmosfærisk videnskabsmand ved NASAs Langley Research Center i Hampton, Virginia, der ledede undersøgelsen.

"I stedet for at stole på modeloutput og meteorologisk reanalyse for at teste vores hypotese, vi er i stand til at trække nær øjeblikkelige satellitscanningsdata fra området nær polynya, "Sagde Monroe." Da hver scanning indsamles over en tidsskala i størrelsesordenen ca. 10 sekunder, det er mere sandsynligt, at polynya og is i nærheden oplever de samme store vejrforhold, så vi mere præcist kan drille fra hinanden, hvilken effekt ændringen fra isoverflade til vandoverflade har på de overliggende skyer. "

Havis fungerer som et låg på en gryde med kogende vand, forklarede Linette Boisvert, en havisforsker ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, der var en del af undersøgelsen. Når låget fjernes, varme og damp slipper ud i luften.

"Vi får mere varme og fugt fra havet, der går ind i atmosfæren, fordi havisen fungerer som en hætte eller en barriere mellem den relativt varme havoverflade og den kolde og tørre atmosfære over, "Boisvert sagde." Denne opvarmning og fugtighed af atmosfæren bremser havisens lodrette vækst, hvilket betyder, at det ikke bliver så tykt, så det er mere sårbart at smelte i sommermånederne. "

Ligesom andre polynyaer i Arktis og Antarktis, North Water Polynya dannes, når specifikke vindmønstre blæser i en vedvarende retning og river huller i isen. Disse vindmønstre findes kun i vintermånederne, og hullerne åbner og lukker gentagne gange, skiftevis udsætte og isolere havet.

De nye indsigter kommer i en tid, hvor arktisk havis ser ud til at have ramt sit årlige minimumsområde efter aftaget i de varmere måneder i 2021. De understreger, hvordan havis påvirker en region, der spiller en integreret rolle i reguleringen af ​​den globale opvarmningstempo, stigning i havniveau, og andre virkninger af menneskeskabte klimaforandringer.

Havis hæver ikke det globale havniveau direkte. Som isterninger i en drink, smeltende havis øger ikke mængden af ​​vand i havet direkte. Stadig, en krympende arktisk havisudstrækning kan udsætte relativt varmt havvand for regionens kystiske islag og gletschere, forårsager mere smeltning, der bidrager med ferskvand til havet og forårsager havstigning.

Den nye forskning viser, at lave skyer over polynya udsender mere energi eller varme end skyer i tilstødende områder dækket af havis. Disse lave skyer indeholdt mere flydende vand, også - næsten fire gange højere end skyer over nærliggende havis. Det øgede skydække og varmen under skyerne vedvarede i cirka en uge efter hver lejlighed polynyaen refroserede i løbet af undersøgelsens tidsrum.

"Bare fordi havisreformerne og polynya lukker sig, det betyder ikke, at forholdene går tilbage til det normale med det samme, "Sagde Boisvert." Selvom fugtkilderne i det væsentlige er væk, denne effekt af ekstra skyer og øget skystrålende effekt på overfladen forbliver et stykke tid efter [polynya fryser]. "

Resultaterne tyder også på, at skyernes reaktion på polynya forlængede den tid, hullet forblev åbent, sagde Patrick Taylor, en klimaforsker ved NASA Langley, som også var en del af undersøgelsen.

"De kan skabe et tykkere tæppe og øge mængden af ​​varme, der udsendes ned til overfladen, "Taylor sagde." Den udsendte varme hjælper med at holde overfladen af ​​North Water Polynya lidt varmere og hjælper med at forlænge selve begivenheden. "

Store meteorologiske processer gør undersøgelser af den arktiske opvarmning ofte vanskelige. Imidlertid, gentagne åbninger i havisen i samme region skaber et naturligt laboratorium til at studere feedbacken mellem skyer og vekslen mellem havis og polynyaer.

"Vi kan sammenligne både havis og åbne vandområder, og skyerne over disse to overfladetyper i tæt nok nærhed, så vi ikke skal bekymre os om store ændringer i atmosfæriske forhold, der har forvirret tidligere undersøgelser, "Sagde Taylor." Hvis der ikke er et skyrespons på en polynya -begivenhed, hvor havis forsvinder i løbet af et par dage, du ville ikke forvente et svar andre steder. Åbningen af ​​en polynya er en meget stærk, tydelig tvang. "

Teamet planlægger at tage deres forskning til det næste niveau og teste, om en lignende skyeffekt kan observeres i andre områder, hvor havis og åbent hav mødes.