Havsisens täckning i Antarktis krympte snabbt till rekordlåga i slutet av 2016 och har legat långt under genomsnittet. Men vad ligger bakom denna dramatiska smältning och låga istäcke sedan dess?

Våra två artiklar som publicerades tidigare denna månad tyder på att en kombination av naturlig variation i atmosfären och havet var att skylla, även om klimatförändringar orsakade av människor också kan spela en roll.

Vad hände med havsisen i Antarktis 2016?

Antarktis havsis är fruset havsvatten, vanligtvis mindre än några meter tjocka. Det skiljer sig från ishyllor, som bildas av glaciärer, flyta i havet, och är upp till en kilometer tjocka.

Havsisen i Antarktis är avgörande för det globala klimatet och marina ekosystem och satelliter har övervakat det sedan slutet av 1970-talet. I motsats till Arktis, havsisen runt Antarktis hade sakta expanderat (se figur nedan).

Dock, i slutet av 2016 smälte Antarktis havsis dramatiskt och snabbt och nådde rekordlåg nivå. Detta väckte klimatforskarnas intresse eftersom så stora, oväntade och snabba förändringar är sällsynta. Havsisen är fortfarande långt under genomsnittet nu.

Vi ville veta vad som orsakade denna oöverträffade nedgång av Antarktis havsis och vilka förändringar i systemet som har upprätthållit dessa nedgångar. Vi ville också veta om detta var ett tillfälligt skifte eller början på en långsiktig nedgång, som förutspått av klimatmodeller. Till sist, vi ville veta om klimatförändringar orsakade av människor bidrog till dessa rekordlåga nivåer.

Jagar ledtrådar

Havsisen runt Antarktis varierar mycket från ett år eller decennium till nästa. Faktiskt, Havsisen i Antarktis hade nått rekordnivåer så sent som 2014.

Det gav en ledtråd. Eftersom år-till-år och decennium-till-decennium havsis täcker varierar så mycket, detta kan dölja långsiktig smältning av havsis på grund av antropogen uppvärmning.

Nästa ledtråd var i rekord som slogs långt borta från Antarktis. Under våren 2016 var havsytans temperaturer och nederbörd i den tropiska östra Indiska oceanen rekordhöga. Detta var i samband med en starkt negativ Indiska Oceanens Dipole (IOD) händelse, som förde varmare vatten till nordvästra Australien.

Medan IOD-händelser påverkar nederbörden i sydöstra Australien, fann vi (med hjälp av både statistisk analys och klimatmodellförsök) att det främjade ett mönster i vindarna över södra oceanen som särskilt bidrog till minskande havsis.

Dessa ytvindar som blåser från norr pressade inte bara havsisen tillbaka mot den antarktiska kontinenten, de var också varmare, hjälper till att smälta havsisen.

Dessa nordliga vindar matchade nästan perfekt de viktigaste regionerna där havsisen minskade.

Även om tidigare studier hade kopplat detta vindmönster till havsisens nedgång, våra studier är de första som argumenterar för den dominerande roll som den tropiska östra Indiska oceanen spelar för att driva den.

Men detta var inte den enda faktorn.

Senare under 2016 försvagades de typiska västliga vindarna som omger Antarktis till rekordlåga nivåer. Detta fick havsytan att värmas upp, främja mindre havsistäcke.

De svagare vindarna började på toppen av atmosfären över Antarktis, i den region som kallas den stratosfäriska polära virveln. Vi tror att denna sekventiella förekomst av tropiska och sedan stratosfäriska influenser bidrog till rekordminskningen 2016.

Tagen tillsammans, bevisen vi presenterar stöder tanken att den snabba nedgången av havsisen i Antarktis i slutet av 2016 till stor del berodde på naturlig klimatvariation.

Det nuvarande tillståndet i Antarktis havsis

Sedan dess, Havsisen har hållit sig mestadels långt under genomsnittet i samband med varmare övre havstemperaturer runt Antarktis.

Vi hävdar att dessa är produkten av starkare än normala västliga vindar under de föregående 15 eller så åren runt Antarktis, driven igen från tropikerna. Dessa starkare västländer inducerade ett svar i havet, med varmare vatten under ytan som rör sig mot ytan med tiden.

Kombinationen av rekordstora tropiska havstemperaturer och försvagade västliga vindar 2016 värmde upp hela de övre 600 m vatten i de flesta regioner i södra oceanen runt Antarktis. Dessa varmare havstemperaturer har bibehållit den minskade utbredningen av havsis.

Antarktis havsis utbredningen ser en rekordlåg start på det nya året. Det tyder på att den första snabba nedgången i slutet av 2016 inte var en isolerad händelse och, i kombination med uppvärmningen av övre södra oceanen i decadal tid, kan innebära minskad havsisutbredning under en tid.

Vi hävdar att det vi ser hittills kan förstås i termer av naturlig variabilitet som överlagras på en långsiktig människa-inducerad uppvärmningssignal.

Detta beror på att de nederbörds- och havstemperaturrekord som setts i den tropiska östra Indiska oceanen som ledde till den initiala havsisnedgången 2016 sannolikt har ett visst bidrag till klimatförändringen.

Denna uppvärmning och återhämtningen av det antarktiska ozonhålet kan också påverka vindmönstren på ytan under kommande decennier.

Sådana förändringar kan driva på klimatförändringseffekter som börjar dyka upp i Antarktisregionen. Den begränsade dataposten och den stora variationen indikerar dock att det fortfarande är för tidigt att säga.

Vi skulle vilja erkänna rollen som våra medförfattare S Abhik, Cecilia M Bitz, Christine TY Chung, Alice DuVivier, Harry H Hendon, Marika M Holland, Eun-Pa Lim, LuAnne Thompson, Peter van Rensch och Dongxia Yang bidrog till forskningen som diskuteras i denna artikel.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.