Förändringar i vinterns havsnivåtryck (SLP), och havsytans temperatur (SST) och ytnära vindar inducerade av det säsongsmässigt isfria Arktis. en skillnad i SLP (hPa) mellan de tidsskiva-kopplade modellexperimenten med fixerad arktisk havsis under 2080–2099 (ICEp2) och under 1980–1999 (ICEhist). Konturerna skisserar det klimatologiska Aleutian Low och Siberian High baserat på ICEhist. b Regression av förändringar i SST (färgskuggad, °C) och vindar nära ytan (vektor, m s −1 ) på tryckgradienten mellan Aleutian Low och Siberian High mellan ICEp2 och ICEhist. Statistiskt signifikanta (>95 % konfidensnivå) värden är markerade med grå prickar och svarta vektorer. Kredit:Nature Communications (2022). DOI:10.1038/s41467-022-32705-2
Under de senaste 40 åren har en snabb krympning av arktisk havsis varit en av de viktigaste indikatorerna på klimatförändringar. Mängden havsis som överlever den arktiska sommaren har minskat med 13 % per decennium sedan slutet av 1970-talet och prognoser visar att regionen kan uppleva sin första isfria sommar till 2040.
Denna snabba smältning är inte bara störande för omgivande kuststäder och små önationer; det kan också ha en bestående inverkan på globala vädermönster, enligt en ny artikel från en forskare vid University at Albany.
I en ny Nature Communications har forskare avslöjat att omfattningen och mönstret av arktisk havsisförlust direkt kan påverka El Niño. Dessutom, när Arktis blir säsongsmässigt isfritt, ökar frekvensen av starka El Niño-händelser avsevärt.
El Niño är ett komplext vädermönster som uppstår när ytvattnet i centrala och östra Stilla havet blir varmare än genomsnittet och östliga vindar blåser svagare än normalt. Händelserna, som vanligtvis inträffar med några års mellanrum, kan ge ovanliga och ibland farliga väderförhållanden runt om i världen, inklusive torka, översvämningar och svåra stormar.
Före denna studie var lite känt om huruvida minskande arktisk havsis kan påverka starka El Niño-händelser, enligt dess huvudförfattare Jiping Liu, en docent vid UAlbanys avdelning för atmosfäriska och miljövetenskapliga vetenskaper vid College of Arts and Sciences.
"El Niño är ett viktigt klimatfenomen, erkänt som en drivkraft för klimatvariabilitet som är ansvarig för stora och olika samhällspåverkan", sa Liu. "Vår studie, för första gången, finner att stora arktiska havsisförluster direkt påverkar globala klimatextremer, inklusive en ökning av frekvensen av starka El Niño-händelser."
Modellera havsis
Liu och kollegor körde en serie simuleringar av tidssegmentmodeller som förlitade sig på variabler för atmosfär, land, hav och havsis för att bestämma inverkan av arktisk havsisförlust på El Niño-händelser.
Innan de körde simuleringarna fixade de direkt arktiskt havsis täcke under tre tidsperioder—1980–99, 2020–2039 och 2080–99. Simuleringarna genererades med hjälp av National Center for Atmospheric Researchs Community Climate System Model, en global klimatmodell som tillhandahåller toppmoderna datorsimuleringar av jordens tidigare, nuvarande och framtida klimattillstånd.
Genom att jämföra simuleringarna fann forskarna ingen signifikant förändring i förekomsten av starka El Niño-händelser som svar på måttlig arktisk havsisförlust, vilket är förenligt med satellitobservationer hittills. Men eftersom isförlusten fortsätter och Arktis blir säsongsmässigt isfritt, ökar frekvensen av starka El Niño-händelser med mer än en tredjedel.
"Efter decennier av forskning finns det allmän, om än inte universell, enighet om att frekvensen av El Niño-händelser, särskilt extremt starka El Niño-händelser, kommer att öka under växthusuppvärmningen", sa Liu. "Eftersom arktisk havsis förväntas fortsätta att minska dramatiskt, var det viktigt att bedöma om den prognostiserade ökningen av stark El Niño kan vara direkt kopplad."
För att skilja rollen mellan arktisk havsisförlust och utsläpp av växthusgaser genomförde forskarna ytterligare ett experiment där arktiskt havsistäcke fixerades baserat på de historiska simuleringarna, men ökade koldioxidnivåerna med 1 % under 100 år från dess nivå i år 2000. De drar slutsatsen att minst 37–48 % av ökningen av starka El Niño-händelser nära slutet av 2000-talet skulle vara specifikt associerad med arktisk havsisförlust.
"Det blir allt tydligare att klimatmodeller måste simulera minskande arktisk havsis realistiskt för att korrekt simulera El Niño-variabilitet," sa Liu.
Klimatförändringar i Arktis
Lius senaste forskning bidrar till hans betydande bidrag till att förstå havsisens variabilitet och dess roll i den globala klimatdynamiken.
2016 publicerade han en studie i Journal of Climate som visade hur den arktiska havsissmältningen är en underliggande orsak till krympningen av Grönlands inlandsis som observerats under de senaste decennierna. Han var också huvudförfattare till en studie från 2019 som syftade till att förbättra förutsägelsen av arktisk havsis, på dagliga till säsongsbetonade tidsskalor, med hjälp av multivariat dataassimilering.
Tillsammans med Liu, samarbetspartners i den nya studien inkluderar Mirong Song och Zhu Zhu från den kinesiska vetenskapsakademin, Radley Horton från Columbia University, Yongyun Hu från Peking University och Shang-Ping Xie från University of California San Diego. + Utforska vidare
