Арктический морской лед в последние десятилетия сокращался даже быстрее, чем предсказывает большинство моделей изменения климата. Многие ученые подозревают, что наблюдаемая сейчас тенденция представляет собой сочетание глобального потепления и естественной изменчивости климата.
Новое исследование показывает, что значительная часть потерь морского льда летом в последние десятилетия была вызвана естественной изменчивостью атмосферы над Северным Ледовитым океаном. Исследование, проведенное Вашингтонским университетом, Калифорнийским университетом Санта-Барбары и федеральными учеными, опубликовано 13 марта в Nature Climate Change.
«Антропогенное воздействие по-прежнему доминирует - оно по-прежнему играет ключевую роль», - сказал первый автор Цинхуа Дин, климатолог из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, который занимает должность аффилированного лица в Университете Вашингтона, где он начал свою работу в качестве научный сотрудник Лаборатории прикладной физики Университета Вашингтона. «Но мы обнаружили, что естественная изменчивость помогла ускорить это таяние, особенно за последние 20 лет».
Документ основан на предыдущей работе Дина и других ученых UW, которые обнаружили, что изменения в тропической части Тихого океана в последние десятилетия создали «горячую точку» над Гренландией и канадской Арктикой, что ускорило потепление в этом регионе.
Горячая точка - это большая область повышенного давления, где воздух сжимается, поэтому он становится теплее и может удерживать больше влаги, и оба эти фактора нагревают морской лед внизу. В новой статье особое внимание уделяется тому, что эта атмосферная циркуляция означает для арктического морского льда в сентябре, когда океан достигает максимальной площади открытой воды.
«Идея о том, что естественная или внутренняя изменчивость существенно повлияла на потерю арктического морского льда, не совсем нова», - сказал второй автор Аксель Швайгер, полярный ученый из Вашингтонского университета, отслеживающий арктический морской лед. «Это исследование предоставляет механизм и использует новый подход для освещения процессов, ответственных за эти изменения».
Динг разработал новый эксперимент с моделью морского льда, который сочетает воздействие, вызванное изменением климата, с наблюдаемой погодой в последние десятилетия. Модель показывает, что изменение характера ветра является причиной потери около 60 процентов морского льда в Северном Ледовитом океане с 1979 года. Частично это изменение связано с изменением климата, но исследование показывает, что 30-50 процентов наблюдаемого морского льда потеря с 1979 года связана с естественными изменениями в этой крупномасштабной атмосферной модели.
«Мы обнаружили, что значительная часть уменьшения таяния морского льда в сентябре за последние несколько десятилетий, скорее всего, является естественной изменчивостью. Это неудивительно», - сказал соавтор Дэвид Баттисти, UW профессор атмосферных наук.
"Метод действительно инновационный, и он фиксирует, какая часть наблюдаемой тенденции морского льда, которую мы наблюдали в последние десятилетия в Арктике, обусловлена естественной изменчивостью, а какая - парниковыми газами."
В конечном счете считается, что долгосрочная естественная изменчивость обусловлена тропической зоной Тихого океана. Условия в тропической части Тихого океана вызывают эффект ряби, и атмосферные волны извиваются по всему земному шару, создавая области с более высоким и более низким атмосферным давлением.
Разграничение естественной и антропогенной частей сокращения морского льда поможет предсказать будущие условия морского льда летом в Арктике. Прогнозирование состояния морского льда актуально для судоходства, климатологии, арктической биологии и даже туризма. Это также помогает понять, почему в одни десятилетия таяние морского льда может происходить быстрее, чем в другие.
«В долгосрочной перспективе, скажем, от 50 до 100 лет, естественная внутренняя изменчивость будет подавляться увеличением парниковых газов», - сказал Дин. «Но чтобы предсказать, что произойдет в следующие несколько десятилетий, нам нужно понять обе части».
Что будет дальше неизвестно. Тропический Тихий океан может остаться в своей нынешней фазе или перейти в противоположную фазу, что приведет к развитию центра низкого давления над арктическими морями, что временно замедлит долгосрочную потерю морского льда из-за увеличения количества парниковых газов.
«Мы далеки от умения предсказывать естественную изменчивость в десятилетних масштабах времени», - сказал Дин.