En ny studie visar att återhämtningen av det antarktiska ozonhålet orsakar minskningar av moln över södra halvklotet (SH) höga breddgrader och ökningar av moln över SH extratropikerna. Minskningen av moln leder till en minskning av nedåtriktad infraröd strålning, speciellt på australisk höst. Detta resulterar i kylning av södra oceanens yta och ökande Antarktis havsis.

Observationsdata visar att ozon i stratosfären minskade före slutet av 1990-talet, och en plötslig minskning med 50 % av det antarktiska stratosfäriska ozonskiktet inträffade under september till november varje år, vars resultat är allmänt känt som "ozonhålet". Sedan dess, stratosfäriskt ozon började stabiliseras, och har till och med sakta ökat i början av 2000-talet, speciellt i polarområdena.

Havsisen i polarområdena spelar en viktig roll i det globala klimatsystemet. Förändringar i havsis resulterar i en stor variation i albedo över havsytan, vilket leder till förändringar i absorptionen av solstrålning och havsytans temperatur. Men hur fungerar ozonskiktet, som ligger i stratosfären, påverka Antarktis havsis? Detta är ett hett ämne inom atmosfärsvetenskap.

Nyligen genomförda studier visar att det antarktiska ozonhålet har viktiga inflytanden på Antarktis havsis. Till exempel, ozoninducerade förändringar i atmosfäriska och oceaniska cirkulationer förändrar avsevärt transporten av havsvärme och havsisens dynamik, som följaktligen påverkar havsytans temperaturer och den antarktiska havsisen. Prof. Yongyun Hu och hans team – en grupp forskare från Laboratory for Climate and Atmosphere-Ocean Studies, Institutionen för atmosfäriska och oceaniska vetenskaper, School of Physics vid Peking University - har funnit att stratosfäriska ozoninducerade indirekta strålningseffekter också spelar en viktig roll för att orsaka förändringar i Antarktis havsis, och deras arbete har accepterats i det framväxande specialnumret av Framsteg inom atmosfärsvetenskap om Antarctic Meteorology and Climate:Past, Nutid och Framtid.

Genom att använda en klimatmodell, Prof. Yongyun Hu och hans team designade en serie känslighetsexperiment och fann att ozonåtervinning leder till en ökning av havsisen i Antarktis.

"I den här studien, den atmosfäriska GCM kopplades endast med ett hav för att särskilja ozoninducerade molnstrålningseffekter på havsis, där havsvärmetransporter och dynamisk havsis var uteslutna, " säger motsvarande författare till studien, Prof. Hu. "Således, förändringen i Antarktis havsis är produkten av strålnings- och värmeprocesser. Det är den indirekta strålningseffekten av den stratosfäriska ozonförändringen istället för dess direkta strålningseffekt som orsakar förändringarna i havsytans temperatur och havsis. Den indirekta strålningseffekten kommer från förändringen i molnen."

Deras forskning visar att återhämtningen av det antarktiska ozonhålet absorberar mer solstrålning och värmer upp den nedre stratosfären över södra halvklotets höga breddgrader, vilket orsakar ökningar av den statiska stabiliteten i den övre troposfären och minskat molntäcke över södra halvklotet höga breddgrader. Det minskade molntäcket leder till en ökning av utgående långvågsstrålning och en minskning av nedåtriktad infraröd strålning, speciellt på australisk höst. Detta resulterar i kylning av södra oceanens yta och ökande Antarktis havsis. Ytkylning involverar också is-albedo-feedback. Tilltagande havsis reflekterar solstrålning och orsakar ytterligare kylning och fler ökningar av Antarktis havsis.