Vädersystem som ansvarar för att transportera fukt från tropikerna till tempererade områden på södra halvklotet har gradvis förskjutits mot sydpolen under de senaste 40 åren, en trend som kan leda till ökade issmältningar i Antarktis, enligt ny forskning.

Atmosfäriska floder är långa, smala luftstrålar som bär enorma mängder vattenånga från tropikerna till jordens kontinenter och polarområden. Den nya studien upptäcker att atmosfäriska floder på södra halvklotet förändras på grund av ozonförarmning, växthusgasutsläpp och naturliga variationer i havets yttemperatur.

Detta skift av atmosfäriska floder kan påverka fukt och värme som transporteras till Antarktis, sa Weiming Ma, en atmosfärisk forskare vid UCLA och huvudförfattare till den nya studien publicerad i AGU -tidskriften Geofysiska forskningsbrev , som publicerar hög effekt, kortformatrapporter med omedelbara konsekvenser som spänner över alla jord- och rymdvetenskaper.

"Den viktigaste innebörden av vårt fynd är att på grund av detta skift, fler atmosfäriska floder förväntas landa över Antarktis, som kommer att ha effekter på den omgivande havsisen och glaciärer på kontinenten, "Sa mamma.

En flod från Thin Air

Atmosfäriska floder bildas när de är varma, turbulent luft från tropikerna stöter på köldfronter i regioner på medelbredd. Det smala bandet mellan dessa två konkurrerande luftmassor blir tjockt med kondenserad vattenånga när temperaturen sjunker i mättad luft.

Ibland mäter de tusentals kilometer i längd, dessa molnsystem kan bidra med upp till 60% av den årliga nederbörden i vissa regioner, som Kalifornien, Chile och Västeuropa.

Förr, forskare har använt simuleringar för att förutsäga den framtida förekomsten av atmosfäriska floder över Västeuropa, visar att dessa vädermönster sannolikt kommer att bli vanligare under ett värmande klimat. Dock, eftersom deras riktning och rörelse bestäms till stor del av jordens jetströmmar, och eftersom väststrålen förväntas skifta mot nordpolen i framtida klimatmodeller, forskare förutspår att atmosfäriska floder sannolikt kommer att flytta poleward också.

Men den nya studien fann att atmosfäriska floder på södra halvklotet redan har följt denna trend, stadigt krypande mot sydpolen under åtminstone de senaste fyra decennierna. Med hjälp av simuleringar baserade på flera modeller och datamängder som sträcker sig tillbaka till 1979, forskarna letade efter breda trender och potentiella mekanismer som kan förklara observerade mönster.

Ett grumligt Outlook

Enligt modelleringsresultat från den nya studien, åtminstone en del av den observerade trenden kan förklaras av ökade utsläpp av växthusgaser och utarmning av ozon över Antarktis och deras motsvarande effekt på temperaturgradienter mellan ekvatorn och Sydpolen; dock, skiftet verkar också drivas av naturliga, långsiktiga förändringar i havet yttemperaturer.

"Vi hittade bevis för kylning över ekvatoriala Stilla havet och södra oceanen, som orsakas av ett mönster som kallas inter-dekadal Pacific Oscillation, "sa Ma." Detta är ett naturligt mönster som utspelar sig under flera decennier och ett som inte drivs av mänsklig aktivitet. "

Dessa svalare mönster i havsytemperaturen drar väststrålen längre söderut, driva atmosfäriska floder tillsammans med dem. Det är oklart exakt hur detta kan påverka regn- och snöfallsmönster över Sydamerika, men det verkar troligt att delar av Antarktis kommer att uppleva ökad issmältning som följd, enligt forskarna.

"Den globala havsnivåförändringen beror kritiskt på ödet för den antarktiska inlandsisen, och att is påverkas av hur många atmosfäriska floder som träffar Antarktis och hur starka de är, "sa Marty Ralph, direktören för Center for Western Weather and Water Extremes vid Scripps Institution of Oceanography, som inte var inblandad i den nya studien.

Medan atmosfäriska floder över östra Antarktis har förknippats med ökad snöfallansamling under några år, de verkar ha motsatt effekt på andra sidan kontinenten. Enligt forskning publicerad 2019 som använde en liknande dataset, i genomsnitt bara 12 atmosfäriska floder om året tar sig igenom den västra delen av Antarktis, ändå bidrar de med upp till 40% av sommarens smältning i vissa områden och verkar vara ansvariga för majoriteten av issmältningen på vintern och i glaciärer med höga höjder.

Stora issmältningar i västra Antarktis är fortfarande ganska sällsynta, som bara inträffar några gånger varje årtionde. Dock, forskare varnar för att stigande temperaturer på grund av den globala klimatuppvärmningen och den skiftande förekomsten av atmosfäriska floder på södra halvklotet sannolikt kommer att orsaka frekvensen och svårighetsgraden av dessa smältande händelser att öka inom en nära framtid.