Arktisk havsis flyter i Ishavet. Kredit:Patricia DeRepentigny
Havsis och skogsbränder kan vara mer sammankopplade än man tidigare trott, enligt ny forskning som publiceras idag i Science Advances .
Genom att gräva i skillnader mellan klimatmodeller fann forskare från University of Colorado Boulder och National Center for Atmospheric Research (NCAR) att sot och annan bränd biomassa från skogsbränder här i Colorado och på andra håll på norra halvklotet så småningom kan ta sig till Arktis. Väl där kan det påverka hur mycket — eller hur lite — havsis som finns kvar vid varje given tidpunkt.
Detta kan i sin tur orsaka krusningseffekter på klimatmönster för resten av världen, vilket förstärker en återkopplingsslinga mellan de två systemen på ett sätt som inte har setts tidigare.
"Denna forskning fann att partiklar som släpps ut från skogsbränder där människor bor verkligen kan påverka vad som händer i Arktis tusentals kilometer bort", säger Patricia DeRepentigny, huvudförfattare på tidningen och postdoktor vid NCAR.
"Ibland kan Arktis ses som denna region som vi inte borde bry oss om eftersom det är så långt bort från där vi bor ... men det faktum att det är så här fram och tillbaka av vad som händer här med skogsbränderna kan påverka havsisen , och en avtagande havsis kan sedan leda till fler skogsbränder här, förbinder oss med Arktis lite mer."
Klimatmodeller, som är simuleringar av hur olika delar av klimatet samverkar, har länge använts av regeringar runt om i världen för att vägleda framtida politik relaterad till klimatförändringar. I takt med att vetenskapen har blivit mer avancerad, har även dessa modeller blivit mer avancerade och har fått sofistikering och förmåga.
DeRepentigny och kollegor märkte dock att i en ny modell, den NCAR-baserade Community Earth System Model version 2 (CESM2), skedde en drastisk acceleration av arktisk havsisförlust mot slutet av 1900-talet som inte sågs i tidigare modeller. Så de bestämde sig för att förstå varför.
Vad de fann när man jämförde krafterna (de olika sätten en klimatmodell kan påverkas på, som koldioxid- eller metanutsläpp eller solstrålning) mellan den nya och tidigare generationens klimatmodeller var att utsläppen från biomassaförbränning hade störst effekt på Arktis. isförlust när den simuleras.
När de grävde djupare i varför dessa biomassaförbränningsutsläpp hade så stor betydelse, fann de att den största skillnaden beror på de icke-linjära molneffekterna som kan uppstå när aerosoler, små partiklar eller vätskedroppar, som släpps ut av bränder, interagerar med arktiska moln. När det släpps ut många aerosoler under ett kraftigt eldår kan det leda till fler och tjockare moln, medan dessa moln är tunnare under lättare brandår – vilket gör att mer solstrålning kan tränga igenom och smälta mer is.
Tidigare forskning hade redan visat att när havsisen smälter blir stora skogsbränder mer utbredda över västra USA. Genom att visa att rök från skogsbränder kan hjälpa till att skydda isen, tyder denna nya forskning på att denna variation kan skapa mer av en återkoppling än tidigare tänkte.
"När vi tänker på klimatet hänger allt verkligen ihop, och det här är verkligen ett bra exempel på det", säger Alexandra Jahn, författare till denna tidning och docent i atmosfäriska och oceaniska vetenskaper och Institutet för arktisk och alpin forskning (INSTAAR) ) på CU Boulder.
"När vi tänker på klimatprocesser är det verkligen ett globalt problem, och vi kan inte studera det på något isolerat sätt. Vi måste verkligen alltid titta på den globala bilden för att förstå alla dessa olika interaktioner."
Forskarna varnar för att denna forskning var modellspecifik, vilket innebär att den bara tittade på en specifik klimatmodell, men att deras experiment ger en bra utgångspunkt för framtida forskning. Detta inkluderar potentiellt att lokalisera effekterna av specifika bränder, snarare än bränder i stort sett, och att finjustera modellerna så att de kan göra simuleringar där modellen i sig kan generera bränderna; Således, om det förutspås bli ett torrt år, kan modellen simulera fler bränder, vilket i sin tur skulle ta hänsyn till prognoserna för framtida havsisförlust.
"Målet som vi försöker uppnå här är att få dessa klimatsimuleringar att vara mer tillförlitliga och ge oss prognoser som sedan kan informera beslutsfattare och samhälleliga val," sa DeRepentigny och tillade att denna studie "hjälper oss att komma närmare något som kan verkligen hjälpa oss att fatta de bästa besluten som ett samhälle."
Andra författare på tidningen inkluderar Marika M. Holland, John Fasullo, Jean-François Lamarque, Cécile Hannay, David A. Bailey, Simone Tilmes och Michael J. Mills vid National Center for Atmospheric Research och Jennifer E. Kay och Andrew P. Barrett på CU Boulder. + Utforska vidare
