På tröskeln till sommarsolståndet, något mycket oroande hände i polcirkeln. För första gången i nedtecknad historia, temperaturen nådde 38°C (101°F) i en avlägsen sibirisk stad—18°C varmare än det maximala dagliga genomsnittet för juni i denna del av världen, och tidernas temperaturrekord för regionen.

Nya rekord sätts varje år, och inte bara för maximala temperaturer, men för smältande is och skogsbränder också. Det beror på att lufttemperaturerna över Arktis har ökat i en takt som är ungefär dubbelt så hög som det globala genomsnittet.

All den värmen får konsekvenser. Sibiriens senaste värmebölja, och höga sommartemperaturer under tidigare år, har påskyndat smältningen av arktisk permafrost. Detta är den permanent frusna marken som har ett tunt ytskikt som smälter och återfryser varje år. När temperaturerna stiger, ytskiktet blir djupare och strukturer som är inbäddade i det börjar misslyckas när marken under dem expanderar och drar ihop sig. Det är detta som delvis är skyldig till det katastrofala oljeutsläppet som inträffade i Sibirien i juni 2020, när en bränslebehållare kollapsade och släppte mer än 21, 000 ton bränsle – det största utsläppet någonsin i Arktis.

Så vad är det för fel med Arktis, och varför verkar klimatförändringarna här så mycket allvarligare jämfört med resten av världen?

Uppvärmningsmodellerna förutspådde

Forskare har utvecklat modeller av det globala klimatsystemet, kallade allmänna cirkulationsmodeller, eller GCM för kort, som återger de stora mönstren som ses i väderobservationer. Detta hjälper oss att spåra och förutsäga beteendet hos klimatfenomen som den indiska monsunen, El Niño, Southern Oscillations och havscirkulation som golfströmmen.

GCM har använts för att projicera förändringar av klimatet i en värld med mer atmosfärisk CO₂ sedan 1990-talet. Ett gemensamt drag för dessa modeller är en effekt som kallas polär förstärkning. Det är här uppvärmningen intensifieras i polarområdena och särskilt i Arktis. Förstärkningen kan vara mellan två och två och en halv, vilket innebär att för varje grad av global uppvärmning, Arktis kommer att se dubbelt eller mer. Detta är en robust egenskap hos våra klimatmodeller, men varför händer det?

Nysnö är den ljusaste naturliga ytan på planeten. Den har en albedo på cirka 0,85, vilket innebär att 85 % av solstrålningen som faller på den reflekteras tillbaka ut i rymden. Havet är motsatsen – det är den mörkaste naturliga ytan på planeten och reflekterar bara 10 % av strålningen (den har en albedo på 0,1). På vintern, Ishavet, som täcker Nordpolen, är täckt av havsis och att havsisen har ett isolerande lager av snö på sig. Det är som en enorm, ljus termisk filt som skyddar det mörka havet under. När temperaturen stiger på våren, havsisen smälter, avslöjar det mörka havet under, som absorberar ännu mer solstrålning, ökande uppvärmning av regionen, som smälter ännu mer is. Detta är en positiv återkopplingsslinga som ofta kallas is-albedo-återkopplingsmekanismen.

Denna is-albedo (egentligen snö-albedo) feedback är särskilt potent i Arktis eftersom Ishavet nästan är inlåst av Eurasien och Nordamerika, och det är mindre lätt (jämfört med Antarktis) för havsströmmar att flytta havsisen runt och ut ur regionen. Som ett resultat, Havsis som stannar i Arktis i mer än ett år har minskat med en hastighet av cirka 13 % per decennium sedan satellitregistreringar började i slutet av 1970-talet.

Faktiskt, det finns bevis som tyder på att havsisens utbredning inte har varit så låg åtminstone de senaste 1, 500 år. Extrema smältningshändelser över Grönlands inlandsis, som brukade inträffa vart 150:e år, har setts 2012 och nu 2019. Iskärndata visar att den förbättrade ytsmältningen på inlandsisen under det senaste decenniet är utan motstycke under de senaste tre och ett halvt århundradena och potentiellt under de senaste 7, 000 år.

Med andra ord, de rekordstora temperaturerna som setts i sommar i Arktis är inte en "engångsföreteelse". De är en del av en långsiktig trend som förutspåddes av klimatmodeller för decennier sedan. I dag, vi ser resultaten, med upptining av permafrost och smältande av havsis och inlandsis. Arktis har ibland beskrivits som kanariefågeln i kolgruvan för klimatnedbrytning. Det sjunger ganska högt just nu och det kommer att bli högre och högre under de kommande åren.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.