Ödet för arktisk havsis är ett nyckelämne för klimatforskare på grund av dess roll i temperaturerna runt om i resten av världen. Kredit:NASA
Det är svårt att föreställa sig Arktis utan havsis.
Men enligt en ny studie från UCLA:s klimatforskare, mänskligt orsakade klimatförändringar är på väg att göra Ishavet funktionellt isfritt under en del av varje år med start någon gång mellan 2044 och 2067.
Så länge som människor har funnits på jorden, planeten har haft en stor havsis vid polcirkeln som expanderar varje vinter och drar ihop sig varje sommar. Vetskapen om att havsisen är på tillbakagång är inte ny:satellitobservationer visar att sedan 1979, mängden havsis i Arktis i september – den månad då det finns minst havsis, innan vattnet börjar frysa igen — har minskat med 13 procent per decennium.
Forskare har försökt förutsäga framtiden för arktisk havsis i flera decennier, förlitar sig på en rad globala klimatmodeller som simulerar hur klimatsystemet kommer att reagera på all koldioxid som kommer in i atmosfären. Men modellernas förutsägelser har varit oeniga. Bland den nuvarande generationens modeller, några visar isfria september så tidigt som 2026; andra tyder på att fenomenet kommer att börja så sent som 2132.
UCLA-studien, som publicerades i Naturens klimatförändringar , fokuserar prognoserna på en 25-årsperiod.
Grafik som illustrerar varför Arktis förändras så snabbt och hur snart arktiska hav kan vara isfria. Kredit:UCLA Center for Climate Science
Studiens huvudförfattare är Chad Thackeray, en biträdande forskare vid UCLA Institute of the Environment and Sustainability Center for Climate Science. Han sa att en anledning till att förutsägelser om havsisförlust skiljer sig så mycket är att de skiljer sig åt i hur de betraktar en process som kallas havsis-albedo-feedback, som uppstår när en havsisfläck helt smälter, avslöjar en havsvattenyta som är mörkare och absorberar mer solljus än vad is skulle ha gjort. Den där förändringen i ytans reflektionsförmåga av solljus, eller albedo, orsakar större lokal uppvärmning, vilket i sin tur leder till ytterligare issmältning.
Cykeln förvärrar uppvärmningen - en anledning till att Arktis värms upp dubbelt så snabbt som resten av jordklotet.
För sina studier, Thackeray och medförfattare Alex Hall, en UCLA professor i atmosfäriska och oceaniska vetenskaper, för att avgöra vilka modeller som är mest realistiska när det gäller hur de väger effekterna av havsis albedo feedback, vilket de trodde skulle leda dem till de mest realistiska prognoserna för havsisförlust.
Lyckligtvis - för forskningsändamål, Åtminstone — återkoppling av havsisalbedo sker inte bara under långa tidsperioder på grund av klimatförändringar; det händer också varje sommar när havsisen smälter för årstiden. Och satellitobservationer under de senaste decennierna har spårat den säsongsbetonade smältan och resulterande albedo-feedback.
Thackeray och Hall bedömde 23 modellers skildring av säsongsbetonad issmältning mellan 1980 och 2015 och jämförde dem med satellitobservationerna. De behöll de sex modeller som bäst fångade de faktiska historiska resultaten och kasserade de som hade visat sig vara ur basen, vilket gör det möjligt för dem att begränsa utbudet av förutsägelser för isfria september i Arktis.
Illustration av hur återkopplingscykeln för havsisalbedo fungerar. Kredit:UCLA Center for Climate Science
Tillvägagångssättet att använda en observerbar process i det nuvarande klimatet för att utvärdera globala klimatmodellprojektioner av framtida klimat var pionjärer av Hall och hans grupp 2006, i en studie fokuserad på snöalbedo-feedback. (Som namnet antyder, snöalbedo-feedback liknar havsis-albedo-feedback men involverar snöförlust som avslöjar en mörkare landyta.) Den har sedan dess blivit allmänt använd inom klimatvetenskapen när forskare försöker förbättra precisionen i sina projektioner.
Ödet för arktisk havsis är ett nyckelämne för klimatforskare på grund av dess roll i temperaturerna runt om i resten av världen.
"Arktisk havsis är en nyckelkomponent i jordsystemet på grund av dess mycket reflekterande natur, som håller det globala klimatet relativt svalt, " sa Thackeray.
Det finns andra miljömässiga och ekonomiska konsekvenser för isförlust också. Havsis är avgörande för det arktiska ekosystemet, och till fiskeindustrin och ursprungsbefolkningar som är beroende av det ekosystemet. Och när arktisk is går förlorad, mer vatten används för kommersiell sjöfart och olje- och gasprospektering, som erbjuder ekonomiska möjligheter för vissa nationer, men som också bidrar till ytterligare utsläpp av växthusgaser och klimatförändringar.
"De kommande förändringarna kommer att ha en bred miljö, ekologiska och ekonomiska konsekvenser, ", sa Thackeray. "Genom att minska osäkerheten när vi kommer att se dessa förändringar, vi kan vara bättre förberedda."
