Observationerna visar en tydlig förbättring av uppvärmningen I den arktiska regionen och över Sibirien, Norra Kanada och Alaska. Kredit:Institutet för grundvetenskap (IBS)
Långsiktiga observationer av yttemperaturer visar en intensifierad ytuppvärmning i Kanada, Sibirien, Alaska och i Ishavet i förhållande till global medeltemperaturstegring. Detta värmande mönster, vanligen kallad arktisk förstärkning, överensstämmer med datormodeller, simulera svaret på ökande koncentrationer av växthusgaser. Dock, de underliggande fysiska processerna för den intensifierade uppvärmningen förblir fortfarande svårfångade.
En ny internationell forskningsstudie om orsaken till arktisk amplifiering publicerad denna vecka i tidskriften Naturens klimatförändringar visar att lokala växthusgaskoncentrationer, och arktiska klimatåterkopplingar väger tyngre än andra processer. Använda komplexa datorsimuleringar, forskarna kunde motbevisa tidigare föreslagna hypoteser, som betonade rollen av transport av värme från tropikerna till polerna som en av de viktigaste bidragsgivarna till den förstärkta uppvärmningen i Arktis.
"Vår studie visar tydligt att lokal koldioxidpåverkan och polär återkoppling är mest effektiva i arktisk förstärkning jämfört med andra processer, "sade motsvarande författare Malte Stuecker, projektledare vid IBS Center for Climate Physics (ICCP) i Busan, Sydkorea.
Ökande av antropogen koldioxid (CO 2 ) koncentrationer fångar värme i atmosfären, vilket leder till ytuppvärmning. Regionala processer kan sedan ytterligare förstärka eller dämpa denna effekt, skapar därmed det typiska mönstret för global uppvärmning. I den arktiska regionen, ytuppvärmning minskar snö och havsisutbredning, vilket i sin tur minskar ytans reflektivitet. Som ett resultat, mer solljus kan nå toppen av lager av mark och hav, leder till accelererad uppvärmning. Vidare, förändringar i arktiska moln och i den vertikala atmosfäriska temperaturprofilen kan öka uppvärmningen i polarområdena.
Utöver dessa faktorer, värme kan transporteras in i Arktis med vindar. "Vi ser den här processen till exempel under El Niño-evenemang. Tropisk uppvärmning, orsakas antingen av El Niño eller antropogena växthusutsläpp, kan orsaka globala förändringar i atmosfäriska vädermönster, vilket kan leda till förändringar i yttemperaturer i avlägsna regioner, som Arktis, sa Kyle Armour, medförfattare till studien och professor i atmosfäriska vetenskaper och oceanografi vid University of Washington.
Dessutom, Den globala uppvärmningen utanför den arktiska regionen kommer också att leda till en ökning av temperaturen i Atlanten. Havsströmmar, som Golfströmmen och Nordatlantens drift kan sedan transportera de varmare vattnen till Ishavet, där de kunde smälta havsis och uppleva ytterligare förstärkning på grund av lokala processer.
För att avgöra om tropisk uppvärmning, atmosfäriska vind- och havsströmförändringar bidrar till framtida arktisk förstärkning, teamet designade en serie datormodellsimuleringar. "Genom att jämföra simuleringar med endast Arctic CO 2 förändringar med simuleringar som tillämpar CO 2 globalt, vi hittar liknande arktiska uppvärmningsmönster. Dessa fynd visar att avlägsna fysiska processer utanför polarområdena inte spelar någon större roll, i motsats till tidigare förslag, "säger medförfattaren Cecilia Bitz, professor i atmosfäriska vetenskaper vid University of Washington.
I tropikerna – som drivs av hög temperatur och fukt – kan luft lätt röra sig upp till höga höjder, vilket betyder att atmosfären är instabil. I kontrast, den arktiska atmosfären är mycket mer stabil med avseende på vertikal luftrörelse. Detta tillstånd ökar CO 2 -inducerad uppvärmning i Arktis nära ytan. I tropikerna - på grund av den instabila atmosfären - CO 2 värmer mestadels den övre atmosfären och energi förloras lätt till rymden. Detta är motsatsen till vad som händer i Arktis:Mindre utgående infraröd strålning slipper ut atmosfären, vilket ytterligare förstärker den ytfångade uppvärmningen.
"Våra datasimuleringar visar att dessa förändringar i den vertikala atmosfäriska temperaturprofilen i den arktiska regionen uppväger andra regionala återkopplingsfaktorer, som den ofta citerade isalbedo-feedbacken", säger Malte Stuecker.
De nya resultaten av denna studie belyser vikten av arktiska processer för att kontrollera den takt med vilken havsisen kommer att dra sig tillbaka i Ishavet. Resultaten är också viktiga för att förstå hur känsliga polära ekosystem, Arktisk permafrost och Grönlands inlandsis kommer att svara på den globala uppvärmningen.
