Förra året var ett av de sämsta åren någonsin för Grönlands inlandsis, som krympt med hundratals miljarder ton. Enligt en studie publicerad idag i Kryosfären , att häpnadsväckande isförlust inte enbart orsakades av varma temperaturer; den nya studien identifierar exceptionella atmosfäriska cirkulationsmönster som på ett avgörande sätt bidrog till inlandsisens snabba massaförlust.

Eftersom klimatmodeller som projicerar den framtida avsmältningen av Grönlands inlandsis för närvarande inte tar hänsyn till dessa atmosfäriska mönster, de kanske underskattar framtida smältning med ungefär hälften, sa huvudförfattaren Marco Tedesco från Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory.

Studien använde satellitdata, markmätningar, och klimatmodeller för att analysera förändringar i inlandsisen under sommaren 2019.

Forskarna fann att medan 2019 sågs den näst största mängden avrinning från smältande is (2012 var värre), det medförde de största fallen i ytmassbalansen sedan registreringen började 1948. Ytmassbalansen tar hänsyn till vinster i inlandsisens massa – som genom snöfall – såväl som förluster från avrinning av ytsmältvatten.

"Du kan se massbalansen på Grönland som ditt bankkonto, " sa Tedesco. "I vissa perioder spenderar du mer, och i vissa perioder tjänar du mer. Om du spenderar för mycket blir du negativ. Detta är vad som hände med Grönland nyligen."

Specifikt, under 2019, inlandsisens ytmassbalans sjönk med cirka 320 miljarder ton under genomsnittet för 1981-2010 – den största minskningen sedan registreringen började 1948. Mellan 1981 och 2010, ytmassans "bankkonto" fick cirka 375 miljarder ton is per år, i genomsnitt. Under 2019, den siffran var närmare 50 miljarder ton. Och även om en vinst på 50 miljarder ton fortfarande kan låta som goda nyheter för ett inlandsis, Fettweis förklarade att det inte är på grund av en annan faktor:inlandsisen tappar också hundratals miljarder ton när isberg bryter av i havet. Under stabila förhållanden, vinsterna i ytmassbalansen skulle vara tillräckligt höga för att kompensera för den is som går förlorad när isberg kalvar. Under rådande förhållanden, kalvningen uppväger vida ytans massbalansvinster; Övergripande, inlandsisen förlorade uppskattningsvis 600 miljarder ton 2019, representerar en havsnivåhöjning på cirka 1,5 millimeter.

Före nu, 2012 var Grönlands sämsta år för ytmassbalans, med en förlust på 310 miljarder ton jämfört med baslinjen 1981-2010. Ändå var sommartemperaturerna på Grönland faktiskt högre 2012 än 2019 - så varför förlorade ytan så mycket massa förra året?

Tedesco och medförfattare Xavier Fettweis, från universitetet i Liège, fann att den rekordhöga isförlusten var kopplad till högtrycksförhållanden (kallade anticyklonförhållanden) som rådde över Grönland under ovanligt långa tidsperioder 2019.

Högtrycksförhållandena hämmade bildandet av moln i den södra delen av Grönland. Den resulterande klara himlen släpper in mer solljus för att smälta inlandsisens yta. Och med färre moln, det var cirka 50 miljarder färre ton snöfall än vanligt att lägga till massan av inlandsisen. Bristen på snöfall gjorde också mörkt, bar is exponerad på vissa ställen, och eftersom is inte reflekterar lika mycket solljus som nysnö, det absorberade mer värme och förvärrade smältning och avrinning.

Förhållandena var annorlunda, men inte bättre, i de norra och västra delarna av Grönland, eftersom högtryckssystemet snurrade medurs, det blev varmt, fuktig luft från de lägre breddgraderna och kanaliserade den till Grönland.

"Föreställ dig denna virvel som roterar i den södra delen av Grönland, Tedesco förklarade, "och det är bokstavligen som en dammsugare som suger in fukten och värmen i New York City, till exempel, och dumpa det i Arktis – i det här fallet, längs Grönlands västkust. När det hände, eftersom du har mer fukt och mer energi, det främjade bildandet av moln i den norra delen."

Men istället för att få snöfall, dessa varma och fuktiga moln fångade värmen som normalt skulle stråla ut från isen, skapa en småskalig växthuseffekt. Dessa moln avgav också sin egen värme, förvärrar smältningen.

Genom dessa kombinerade effekter, de atmosfäriska förhållandena sommaren 2019 ledde till den högsta årliga massförlusten från Grönlands yta sedan registreringen började.

Med hjälp av ett artificiellt neuralt nätverk, Tedesco och Fettweis fann att 2019 års stora antal dagar med dessa atmosfäriska högtrycksförhållanden var utan motstycke. Sommaren 2012, ett av Grönlands värsta år, såg också anticykloniska tillstånd.

"Dessa atmosfäriska förhållanden blir mer och mer frekventa under de senaste decennierna, " said Tedesco. "It is very likely that this is due to the waviness to the jet stream, which we think is related to, bland annat, the disappearance of snow cover in Siberia, the disappearance of sea ice, and the difference in the rate at which temperature is increasing in the Arctic versus the mid-latitudes." In other words, climate change may make the destructive high-pressure atmospheric conditions more common over Greenland.

Current global climate models are not able to capture these effects of a wavier jet stream. Som ett resultat, "simulations of future impacts are very likely underestimating the mass loss due to climate change, " said Tedesco. "It's almost like missing half of the melting."

The Greenland ice sheet contains enough frozen water to raise sea levels by as much as 23 feet. Understanding the impacts of atmospheric circulation changes will be crucial for improving projections for how much of that water will flood the oceans in the future, said Tedesco.