Forskarna vid Institutet för Atmosfär- och jordsystemforskning vid Helsingfors universitet har undersökt hur atmosfäriska partiklar bildas i Arktis. Fram till nyare studier, de molekylära processerna för partikelbildning i högarktis förblev ett mysterium.

Under deras expeditioner till Arktis, forskarna samlade in mätningar under totalt 12 månader. Resultaten av det omfattande forskningsprojektet publicerades nyligen i Geofysiska forskningsbrev .

Forskarna upptäckte att atmosfäriska ångor, partiklar, och molnbildning har tydliga skillnader inom olika arktiska miljöer. Studien klargör hur arktisk uppvärmning och havsisförlust stärker processer där olika ångor släpps ut till atmosfären. Förtunningen av havsisen möjliggör mer jodutsläpp medan bredare öppna vatten möjliggör mer utsläpp av svavelhaltiga ångor.

Högre koncentrationer av ångor resulterar i en högre mängd partiklar. Detta å andra sidan kommer att leda till fler moln, som kan – beroende på årstid och plats – antingen bromsa eller påskynda den arktiska uppvärmningen. Detaljerad kunskap om dessa processer är avgörande för att förstå konsekvenserna av den globala uppvärmningen.

"Våra observationer bidrar till ytterligare förståelse av vad som händer i den arktiska atmosfären på grund av uppvärmningen. atmosfäriska partiklar och moln spelar en viktig roll för att reglera atmosfärens temperatur, och varje förändrat beteende hos dessa har konsekvenser för den arktiska uppvärmningen. Arktiska områden är särskilt känsliga för förändringar i molnighet och albedo, säger Lisa Beck, doktorand vid Institutet för Atmospheric and Earth System Research (INAR).

Mer information om framtiden för smältande havsis

Forskarna genomförde mätningar i norra Grönland vid Villum forskningsstation och på Svalbard vid Ny-Ålesund under 6 månader vid varje station. Även om båda platserna ligger på liknande breddgrader, cirka 1000 km söder om Nordpolen, deras miljöer är väldigt olika. Villum-stationen är omgiven av havsis året runt, medan de varma havsströmmarna gör att havet runt Ny-Ålesund förblir öppet.

På norra Grönland upptäckte forskarna att mikroalgerna under havsisen på våren efter polarnatten började avge jodföreningar till atmosfären. När våren fortsätter, den tunnade havsisen leder till utsläpp av ännu mer jodföreningar. Dessa föreningar bildar molekylära kluster som kan växa till större partiklar.

På Svalbard, omgiven av öppet vatten, observationerna visade hur svavelföreningar som emitteras av växtplankton kunde bilda en stor mängd partiklar som kunde växa snabbt, och kan till och med bilda molndroppar. I studierna på Svalbard påvisades även organiska föreningar.

Den stora mängden och rollen av organiska föreningar i den arktiska partikelbildningen överraskade forskarna.

"Vi förväntade oss inte att observera många organiska ångor i den kalla och kala arktiska miljön eftersom de främst har setts i områden täckta av skog. Vi planerar att fortsätta studierna på Svalbard för att ta reda på vilka dessa organiska föreningar är och var de finns. kommer från, säger Beck.

Partikelhalterna på Svalbard var klart högre än de som uppmätts i norra Grönland.

"För närvarande, den arktiska havsisen smälter snabbt. Som ett resultat, vi kan anta att de processer som observeras på Svalbard kommer att vara vanligare i de arktiska områden som kommer att befrias från havsisen, säger Beck.

Den publicerade forskningen är kopplad till de senaste Polarstern-studierna som har fortsatt studierna i högarktis mitt bland havsisområden.