Ny forskning ger insikter om hur positionen och intensiteten av den nordatlantiska jetströmmen har förändrats under de senaste 1, 250 år. Resultaten tyder på att jetströmmens position skulle kunna migrera utanför intervallet för naturliga variationer redan år 2060 under oförminskade utsläpp av växthusgaser, med potentiellt drastiska väderrelaterade konsekvenser för samhällen på båda sidor av Atlanten.

Leds av Matthew Osman, en postdoktorand forskningsassistent vid University of Arizona Climate Systems Center, studien publiceras i Proceedings of the National Academy of Sciences , eller PNAS .

Bekant för flygresenärer som flyger mellan Nordamerika och Europa, den nordatlantiska jetströmmen är bandet av rådande västvindar som kretsar runt Arktis. Ofta kallad "polär jet, "dessa höghöjdsvindar påverkar väder och klimat i östra Nordamerika och västra Europa, svarar för mellan 10 % och 50 % av variationen i årlig nederbörd och temperatur i båda regionerna. Dock, lite är känt om hur jetströmmen varierade under det förflutna, eller hur det kan förändras i framtiden.

Osmans forskargrupp samlade in prover från glaciäris från nästan 50 platser som sträcker sig över Grönlands inlandsis för att rekonstruera förändringar i blåsighet över Nordatlanten med anor från 700-talet. Rekonstruktionerna tyder på att naturlig variation hittills har maskerat effekten av uppvärmning orsakad av människan på atmosfärsdynamik på mitten av latitud över årliga och längre tidsskalor.

"För de flesta platser på jorden, direkta klimatobservationer sträcker sig vanligtvis inte över mer än några decennier, " sa Osman. "Så, vi har inte haft en bra känsla för hur eller varför jetströmmen förändras över längre tidsperioder. Vad vi vet är att extraordinära variationer i jetströmmen kan ha allvarliga samhälleliga konsekvenser, som översvämningar och torka, på grund av dess inverkan på vädermönster och så, när det gäller att tänka på framtiden, vi kan nu börja använda det förflutna som en sorts prolog."

Arbetet avslöjar att även om naturlig variation till stor del har styrt positionen för den nordatlantiska jetströmmen, fortsatt uppvärmning kan orsaka betydande avvikelser från normen. Särskilt, modellprojektioner förutspår en migration norrut av den nordatlantiska jetströmmen under 2000-talets uppvärmningsscenarier. Sådan migration skulle kunna göra jetströmmen avsevärt annorlunda inom några decennier.

Även om den polära jetströmmen blåser snabbast nära de typiska marschhöjderna för flygplan, vindbandet sträcker sig faktiskt hela vägen till marken. Medan de är av mindre intensitet, Osman förklarade, nära marken kallas det ofta för stormspår. Stormspår påverkar väder och klimat över Grönland, påverkar öns nederbörd och temperaturförändringar. Genom att analysera variationer från år till år i mängden snöfall som arkiveras i Grönlands iskärnor, såväl som den kemiska sammansättningen av vattenmolekylerna som består av de årliga snölagren, forskarna kunde ta fram månghundraåriga ledtrådar till hur jetströmmen förändrades.

"Dessa lager berättar för oss om hur mycket nederbörd som föll under ett givet år och även om de temperaturer som luftmassorna utsattes för, " sa Osman.

Väderhändelser som sommarens värmebölja i Pacific Northwest och översvämningarna i Europa är några nya exempel på hur jetströmmen påverkar vädermönster baserat på dess intensitet eller läge på kort sikt, sa Osman. Men samhälleligt betydande förändringar sker också över längre tidsskalor; rekonstruktion av jetströmmens förflutna avslöjade att under några år, det kan vara långt norrut, bara för att våga sig mer än 10 grader längre söderut några år senare.

"Sådana variationer har enorma konsekvenser för de typer av väder som människor kan uppleva på en viss plats, " sa Osman. "Till exempel, när jetströmmen är belägen längre söderut, den normalt torra iberiska halvön tenderar att upplevas mildare, fuktigare förhållanden. Men, när jetströmmen vandrar norrut, mycket av den fukten rör sig också bort från Iberia mot redan våta regioner i Skandinavien. En polförskjuten jetström i framtiden kan därför ha liknande, men mer permanent, konsekvenser."

Teamet kunde matcha vissa förändringar i vindhastighet och geografiska förändringar till historiska väderrelaterade katastrofer. Till exempel, under en hungersnöd som grep den iberiska halvön 1374, jetströmmen låg ovanligt långt norrut. Liknande, två svälthändelser på de brittiska öarna och Irland 1728 och 1740 sammanföll med år då vindarna blåste med nästan hälften av sin vanliga intensitet, dramatiskt kylande temperaturer och minskar nederbörd. Den senare av dessa händelser, år 1740, beräknas ha kostat nästan en halv miljon människors liv.

Osman och hans medförfattare förväntar sig att alla framtida förändringar i den nordatlantiska jetströmmen också skulle få dramatiska konsekvenser för det dagliga vädret och ekosystemen, med trickle-down effekter som påverkar nationella ekonomier och samhällen.

"Våra resultat fungerar som en varning:Även om det skulle vara problematiskt att trycka jetströmmen utanför dess naturliga räckvidd, dess slutliga bana är fortfarande till stor del i vår kontroll, " han sa.