Två nya studier författade av atmosfärsforskare vid UAlbany och publicerade i Naturkommunikation kan ge oss ledtrådar för framtida klimatförändringsprognoser.

Arktisk uppvärmning

De arktiska temperaturerna värms upp i en takt mer än dubbelt så snabbt som planeten som helhet och trenden släpper inte, enligt NOAA:s senaste Arctic Report Card. Havsisen i regionen minskar nu också med en genomsnittlig takt på 12,8 procent per decennium, i förhållande till genomsnittet 1981 till 2010.

Även om de flesta forskare är överens om att den mänskliga inducerade globala uppvärmningen är boven i Arktis omvandling, orsaken till dess snabbare uppvärmningshastigheter än resten av världen – känd som Arctic Amplification (AA) – är fortfarande under stor debatt.

UAlbanys Aiguo Dai vände sig till historiska data och framtida klimatmodellprognoser för svar. Hans analyser visade att AA inte skulle minska förrän på 2100- och 2200-talen, efter att nästan all havsis i Arktis har smält bort på grund av ökande CO2-utsläpp över tid.

"Snabb uppvärmning av Arktis och förlust av havsis väcker stor uppmärksamhet i media, offentliga och vetenskapliga samfund. Vår studie kopplar de två samman och antyder att havsisförlusten orsakar den snabba uppvärmningen i Arktis, "sa Dai, professor vid institutionen för atmosfärs- och miljövetenskap (DAES).

"När havsisen smälter bort helt, denna förhöjda uppvärmning kommer också att försvinna och uppvärmningshastigheten i Arktis kommer att likna den i resten av världen, " avslutade han.

Enligt studien, stora AA inträffar från omkring oktober till april – när Ishavet blir en värmekälla till atmosfären – och endast i områden som upplevde betydande havsisförluster under dessa månader. Dessutom, deras nya modellsimuleringar visade att AA inte skulle existera om ytflöden beräknades med ett fast havsistäcke, återigen antyder att havsis förlust är nödvändig för att AA ska inträffa.

"Hämta hembudskapet här är att smältningen av arktisk havsis inte bara kommer att minska livsmiljön för isbjörnar och öppna nya vattenvägar för fartyg, men också kraftigt förbättra uppvärmningen i regionen under de kommande decennierna, ", sa Dai. "Detta kan också påverka vädermönster på medelbreddgrader, orsakar mer frekventa intrång av vinterpolarvirvel i det kontinentala USA."

DAES docent Jiping Liu är medförfattare till studien, tillsammans med forskare från den kinesiska vetenskapsakademin.

Aerosoler och klimat

Växthusgaser är kända för sin värmande effekt på jordens yta. Mindre känt är att aerosolpartiklar associerade med både antropogena och biogena utsläpp också kan störa vårt klimat. Dessa mikroskopiska föroreningar kyler miljön genom att modifiera egenskaperna hos moln som reflekterar solljus tillbaka till rymden.

Fangqun Yu, en senior forskarassistent vid Atmospheric Sciences Research Center (ASRC), är expert på aerosoler och använder avancerad klimatmodellering för att undersöka deras bildning och utveckling.

Han samarbetade nyligen med en grupp ledande klimatforskare för att fastställa hur förändringar av klimatet och mänskliga modifieringar av naturliga miljöer eller "markanvändning" påverkar bildandet av nya aerosolpartiklar från växtutsläpp genom en process som kallas organisk kärnbildning.

När man tar hänsyn till klimat och markanvändning i sina simuleringar, forskarna beräknade en 16-procentig minskning av strålkraften i samband med aerosoler, vilket är skillnaden mellan solljus som absorberas av jorden och energi som strålar tillbaka till rymden.

"Bildandet av organiska aerosoler i atmosfären är en komplex process som involverar hundratals organiska föreningar och reaktioner, ", sade Yu. "Effekterna av atmosfäriska partiklar – både organiska och oorganiska – är den största osäkerheten i vår förståelse av klimatförändringar och förväntade nivåer av ökande globala temperaturer i slutet av detta århundrade."

"Vår studie visar att genom att redogöra för förändringen i organisk aerosolkärnbildning i samband med klimatförändringar och markanvändning, vi kan minska osäkerheten i framtida klimatförändringsprognoser."

Yu granskade också en studie förra månaden i Natur 's News &Views som utmanar vår förståelse av de organiska aerosolbildningsprocesser som påverkar luftkvalitet och klimat.