Moln spelar en roll för uppvärmning av Arktis och sammanfallande minskningar av havsis, men det är en komplicerad historia. Med hjälp av data från tre arktiska platser, forskare studerade sambandet mellan temperatur, vattenånga, och hur moln isolerar jorden. De fann att i polarområden, moln beter sig inte som de gör på andra ställen. I Arktis, isoleringsvärdet för moln förblir detsamma så länge den relativa luftfuktigheten inte varierar. Denna stabilitet störs om den relativa luftfuktigheten varierar.

Dessa fynd förklarar varför observerad säsongsbetonad och regional variation i det isolerade beteendet hos arktiska moln inte uppvisar samma samband som man ser på mittbredderna och tropikerna. Resultaten har viktiga konsekvenser för framtida förändringar i hur moln både isolerar och kyler planeten. Minskningar av mängden havsis i Arktis kommer att leda till fler områden med öppet vatten i Arktis och, genom en kedja av händelser, en ökning av molnens isolerande förmåga under hösten. Dessa fynd illustrerar vikten av att förstå hur temperatur och luftfuktighet kan förändras tillsammans i framtiden för att förutsäga hur molnpåverkan kan variera med klimatförändringar.

Med hjälp av observationsdata, forskare härledde tre timmars genomsnitt av ytinfraröd molnstrålningseffekt (CRE; ett mått på molnisolerande egenskaper) vid stationer som är representativa för olika arktiska regioner-Barrow, Alaska; Eureka, Kanada; och toppmöte, Grönland. Mängden vattenånga i atmosfären på dessa platser sträckte sig över ett stort intervall från mindre än 0,1 cm på vintern vid toppmötet till ~ 2 cm på sommaren vid Barrow. Över hela arktiska förhållanden, CRE i mitten av den infraröda våglängdsregionen ökar med temperatur och vattenånga medan CRE i det långt infraröda våglängdsområdet minskar. När man summerar, kompensationen för dessa två spektralregioner döljer beroendet av temperatur och luftfuktighet mellan ~ 230 och 280 K, och, Således, förklarar bristen på korrelation i CRE som visas i observationerna. Dessa kompensationsflödesvariationer är unika för temperatur- och luftfuktighetsintervallen som observerats i Arktis.

För att undersöka denna ersättning mer i detalj, forskare utförde strålningsöverföringsberäkningar med profiler av temperatur och vattenånga observerade vid Barrow och Summit. På grund av den kompenserande effekt som beskrivits tidigare, tids- eller rumsliga variationer i temperatur och vattenånga inom det arktiska temperaturområdet ändras inte CRE så länge den relativa luftfuktigheten förblir konstant. Relativ luftfuktighet, en mängd vi alla känner till från väderprognoser, beror på både mängden vattenånga i luften och temperaturen. Samma mängd vattenånga vid en kallare temperatur skulle ge en högre relativ luftfuktighet. Forskarna fann att om bara vattenånga eller temperatur ändrades, CRE eller isolerande effekt av arktiska moln skulle förändras. Dock, om både vattenånga och temperaturen förändrats för att hålla den relativa luftfuktigheten konstant, då förblev CRE konstant.

För att förstå de potentiella effekterna av dessa resultat, forskare använde en klimatmodell för att projicera framtida förändringar i det arktiska systemet. Modellen visade att ökningar av den molnisolerande faktorn började i början av 2000-talet, med de största förändringarna som beräknas dyka upp efter 2040 under hösten. Detta resultat är förknippat med temperaturökningar på hösten som överstiger de förväntade vattenångaökningarna, vilket leder till en minskning av relativ luftfuktighet. En liknande men mindre signal observeras under våren, delvis på grund av mindre molntäcke och generellt tunnare moln under den säsongen.