Alaska blir blötare. En ny studie förklarar vad det betyder för permafrosten som ligger bakom cirka 85 % av staten, och konsekvenserna för jordens globala klimat.

Studien, publiceras idag i Nature Publishing Groups tidskrift Klimat- och atmosfärsvetenskap , är den första att jämföra hur nederbörd påverkar permafrostens upptining över tid, Plats, och en mängd olika ekosystem. Det visar att ökad sommarnederbörd försämrar permafrosten i hela staten.

Eftersom Sibirien fortfarande är i rubrikerna för rekordhöga värmeböljor och skogsbränder, Alaska upplever de regnigaste fem åren i sitt sekellånga meteorologiska rekord. Extremt väder i båda ändarna av spektrumet – varmt och torrt kontra svalt och vått – drivs av en aspekt av klimatförändringen som kallas arktisk förstärkning. När jorden värmer, temperaturerna i Arktis stiger snabbare än det globala genomsnittet.

Även om den fysiska grunden för arktisk förstärkning är väl förstått, det är mindre känt hur det kommer att påverka permafrosten som ligger bakom ungefär en fjärdedel av norra halvklotet, inklusive större delen av Alaska. Permafrost låser ungefär dubbelt så mycket kol som för närvarande finns i atmosfären till långtidslagring och stöder nordlig infrastruktur som vägar och byggnader; så att förstå hur ett förändrat klimat kommer att påverka det är avgörande för både människor som bor i Arktis och de på lägre breddgrader.

"Inom vårt forskningsområde har vintern förlorat nästan tre veckor till sommaren, säger studiens huvudförfattare och Fairbanks bosatt Thomas A. Douglas, som är vetenskapsman vid U.S. Army Cold Regions Research and Engineering Laboratory. "Detta, tillsammans med fler regnstormar, betyder att det faller mycket mer våt nederbörd varje sommar."

Under loppet av fem år, forskargruppen tog 2750 mätningar av hur långt under landets yta permafrost hade tinat i slutet av sommaren i ett brett spektrum av miljöer nära Fairbanks, Alaska. Femårsperioden omfattade två somrar med genomsnittlig nederbörd, en som var lite torrare än vanligt, och de bästa och tredje blötaste somrarna någonsin. Skillnader i årlig nederbörd var tydligt präglade i mängden permafrost som tinade.

Mer nederbörd ledde till djupare tö över alla platser. Efter den blötaste sommaren 2014, permafrosten frös inte tillbaka till tidigare nivåer även efter att efterföljande somrar var torrare. Våtmarker och störda platser, som stigkorsningar och gläntor, visade mest upptining. Tussock tundra, med dess djupa jordar och täckning av tofsade gräs, har visat sig ge det mest ekosystemskyddade permafrosten. Medan permafrosten var frusen närmast ytan i tuftundran, den upplevde den största relativa ökningen av tödjupet som svar på nederbörd, möjligen för att vatten kan samlas på den plana ytan. Skogar, speciellt granskogar med tjocka spagnummossalager, var de mest motståndskraftiga mot upptining av permafrost. Charlie Koven, en jordsystemmodellerare med Lawrence Berkeley National Laboratory, använde fältmätningarna för att bygga en värmebalansmodell som gjorde det möjligt för teamet att bättre förstå hur regnet driver ner värmen i permafrostmarken.

Studien visar hur typer av landtäcke styr förhållandet mellan sommarens nederbörd och tining av permafrost. När Alaska blir varmare och blötare, vegetationstäcket förväntas förändras och skogsbränder kommer att störa större delar av landskapet. Dessa förhållanden kan leda till en återkopplingsslinga mellan mer permafrosttining och blötare somrar.

Sålänge, nederbörden – och forskningen – fortsätter. Douglas säger, "Jag var precis på en av våra fältplatser och man behöver höftvadare för att komma till områden som tidigare var torra eller bara ankeldjupa med vatten. Det är extremt blött där ute. Hittills i år har vi nästan dubbelt så mycket nederbörd som en typiskt år."

"Denna studie lägger till den växande mängden kunskap om hur extremt väder - allt från värmeperioder till intensiva sommarregn - kan störa grundläggande aspekter av arktiska ekosystem, säger Merritt Turetsky, Direktör för University of Colorado Boulders Institute of Arctic and Alpine Research (INSTAAR) och medförfattare till studien. "Dessa förändringar sker inte gradvis under decennier eller livstid, vi ser dem inträffa under bara månader till år."