Förstärkningsfaktor för observerade yttemperaturer i förhållande till den globala genomsnittliga yttemperaturen från 1951 till 2017. Observationerna visar en tydlig förbättring av uppvärmningen i den arktiska regionen och över Sibirien, Norra Kanada och Alaska. Kredit:Institute of Basic Science.
Artic upplevde en extrem värmebölja under februari 2018. Temperaturen på nordpolen steg till isens smältpunkt, som är cirka 30 till 35 grader (17-19 Celsius) över det normala. Nyligen genomförda studier tyder på att massan av arktiska glaciärer har minskat betydligt sedan 1980 -talet med mer än 70%. Dessa plötsliga klimatförändringar påverkade inte bara de arktiska regionerna, men också vattnet, mat- och energisäkerhetsförbindelse över hela världen. Det är därför klimatforskare runt om i världen ägnar allt större uppmärksamhet åt detta accelererade uppvärmningsmönster, vanligen kallad "Arctic amplification".
Ett internationellt team av forskare, inklusive professor Sarah Kang och DoYeon Kim i skolan för stads- och miljöteknik vid UNIST, rapporterar nu att lokala växthusgaskoncentrationer tycks kunna hänföras till arktisk förstärkning.
Publicerad i november 2018 -numret av Naturens klimatförändringar , deras studie om orsaken till arktisk förstärkning visar att lokala växthusgaskoncentrationer och arktiska klimatåterkopplingar uppväger andra processer. Denna studie leds av assisterande projektledare Malte F. Stuecker från IBS Center for Climate Physics (ICCP) i Busan, Sydkorea, med internationella samarbetspartners, inklusive USA, Australien och Kina.
Långsiktiga observationer av yttemperaturer visar intensifierad ytuppvärmning i Kanada, Sibirien, Alaska och Ishavet i förhållande till den globala medeltemperaturen. Arktisk förstärkning överensstämmer med datormodeller som simulerar svaret på ökande växthusgaskoncentrationer. Dock, de underliggande fysiska processerna för den intensifierade uppvärmningen förblir svårfångade.
Med hjälp av nya datasimuleringar, forskarna kunde motbevisa tidigare föreslagna hypoteser som betonade värmetransportens roll från tropikerna till polerna som en av de viktigaste bidragsgivarna till den förstärkta uppvärmningen i Arktis.
"Vår studie visar tydligt att lokal koldioxidforcerande och polära återkopplingar är mest effektiva vid arktisk förstärkning jämfört med andra processer, "säger assisterande projektledare Malte F. Stuecker, motsvarande författare till studien.
Troposfäriska temperatursvar. Kredit:Ulsan National Institute of Science and Technology
Ökande av antropogen koldioxid (CO 2 ) koncentrationer fäller värme i atmosfären, vilket leder till ytvärmning. Regionala processer kan sedan ytterligare förstärka eller dämpa denna effekt, och därigenom skapa det typiska mönstret för global uppvärmning. I den arktiska regionen, ytuppvärmning minskar snö- och havisutsträckning, vilket i sin tur minskar ytans reflektivitet. Som ett resultat, mer solljus kan nå toppen av lager av mark och hav, vilket leder till snabbare uppvärmning. Vidare, förändringar i arktiska moln och av den vertikala atmosfäriska temperaturprofilen kan öka uppvärmningen i polarregionerna.
Förutom 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 områden som Arktis, "sa Kyle Armor, 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 Atlanten. Havsströmmar som Golfströmmen och Nordatlantisk drift kan sedan transportera det varmare vattnet till Arktis, där de kan smälta havsis och orsaka ytterligare förstärkning på grund av lokala processer.
För att avgöra om tropisk uppvärmning, atmosfäriska vind- och havsströmförändringar bidrar till framtida arktisk förstärkning, laget utformade en serie datormodelsimuleringar. "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 från utanför polarregionerna inte spelar någon större roll, i motsats till tidigare förslag, "säger medförfattaren Cecilia Bitz, professor i atmosfäriska vetenskaper vid University of Washington.
I tropikerna, luft som drivs av hög temperatur och fukt kan lätt flytta upp till höga höjder, vilket betyder att atmosfären är instabil. I kontrast, den arktiska atmosfären är mycket stabilare med avseende på vertikal luftrörelse. Detta tillstånd förbättrar CO 2 -inducerad uppvärmning i Arktis nära ytan. På grund av den instabila atmosfären i tropikerna, CO 2 värmer mestadels den övre atmosfären och energi går lätt förlorad i rymden. Detta är motsatt till vad som händer i Arktis:Mindre utgående infraröd strålning undslipper 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, såsom den ofta citerade feedbacken från is-albedo, säger Malte Stuecker.
Resultaten av denna studie belyser vikten av arktiska processer för att kontrollera hur snabbt isen 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.
