En ny studie föreslår en metod för kartläggning av smältdammar i havsis, som har större konsekvenser för modeller för klimatförändringar. Kredit:med tillstånd av Healy – Oden Trans-Arctic Expedition (2005)
Det här enkla matematiska tricket kan exakt förutse dammarnas form och smältningseffekter på arktisk havsis, enligt ny forskning från UChicago -forskare.
Studien, publicerad 4 april i Fysiska granskningsbrev av forskare med UChicago och MIT, borde hjälpa klimatforskare att förbättra modellerna för klimatförändringar och kanske stoppa ett gap mellan vetenskapliga förutsägelser och observationer under det senaste decenniet, sa de.
Varje vinter, en del av havet fryser till is. Mycket av det arktiska ekosystemet - från isbjörnar till alger - kretsar kring denna havsis. Det har också en betydande inverkan på det globala klimatet; det kan reflektera värme tillbaka till rymden så att jorden inte absorberar det, och det är en stor aktör inom havscirkulationen.
"Men havsisskyddet har krympt, och betydligt snabbare än våra modeller förutspår, "sa Predrag Popović, en doktorand i UChicago och första författare till tidningen. "Så vi letar efter var skillnaden kan vara."
En möjlighet är smältdammar. När solen skiner och isen smälter, dammar av vatten bildas ovanpå isen. Dessa dammar absorberar extra solljus, för att de är mörkare än is, vilket i sin tur gör att resten av isen smälter snabbare. Deras storlek och form påverkar också hur is bryts upp, och hur mycket ljus som kommer till organismer som lever under isen.
(Vänster):Flygfoton av verkliga smältdammar ovanpå arktisk havsis. (Till höger):Ett matematiskt trick för att modellera dessa dammar enkelt och exakt i stora klimatmodeller. Upphovsman:Bilder med tillstånd av Healy – Oden Trans-Arctic Expedition (2005) och Popović et al.
Popović, tillsammans med prof. Mary Silber och Assoc. Prof.Dorian Abbot från University of Chicago, undrade om det fanns ett bättre sätt att statistiskt modellera dessa dammar. Deras "void" -metod börjar med att skapa en serie slumpmässiga cirklar, låta dem överlappa varandra och betrakta hålrummen mellan cirklarna som smältdammar.
Detta visar sig vara ganska effektivt för att uppskatta hur faktiska smältdammar bildas och beter sig, som de hittade genom att jämföra dem med flygbilder av smältningar tagna 1998 och 2005.
Enklare matematik är särskilt användbart för forskare som försöker bygga globala klimatmodeller, som redan är oerhört komplicerade och beräkningsmässigt dyra.
"Du kan få liknande egenskaper med andra matematiska metoder, men tomrumsmodellen är mycket enklare och lika exakt, "Abbot sa." Att känna till denna enkla teknik kan exakt beskriva dammar kan förbättra våra förutsägelser om hur havsis kommer att reagera när Arktis fortsätter att värma. "
"Det sätter verkligen ett mål för förståelse av havsis, "Tillade Silber.
