Nowe badania przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców wyjaśniają, co stoi za zatrzymaniem trendu utraty lodu morskiego na Oceanie Arktycznym od 2007 roku. Odkrycia wskazują, że silniejszy spadek lodu morskiego nastąpi, gdy element atmosferyczny znany jako dipol arktyczny odwróci się w swoim powtarzającym się cyklu.
W artykule opublikowanym dzisiaj w Internecie w czasopiśmie Science opisano liczne reakcje środowiska na dipol arktyczny. Analiza ta pomaga wyjaśnić, w jaki sposób wody północnego Atlantyku wpływają na klimat Oceanu Arktycznego. Naukowcy nazywają to atlantyfikacją.
Badaniami kieruje profesor Igor Polyakov z Fairbanks College of Natural Science and Mathematics na Uniwersytecie Alaski. Jest także powiązany z Międzynarodowym Centrum Badań nad Arktyką przy UAF.
Współautorami są Andrey V. Pnyushkov, adiunkt naukowy w Międzynarodowym Centrum Badań nad Arktyką; Uma S. Bhatt, profesor nauk o atmosferze w Instytucie Geofizycznym UAF i Kolegium Nauk Przyrodniczych i Matematyki UAF; oraz badacze z Massachusetts, stanu Waszyngton, Norwegii i Niemiec.
„To multidyscyplinarne spojrzenie na to, co dzieje się w Arktyce i poza nią” – powiedział Polyakov o nowych badaniach. „Nasza analiza objęła atmosferę, ocean, lód, zmieniające się kontynenty i zmieniającą się biologię w odpowiedzi na zmiany klimatyczne”.
Bogactwo danych, w tym bezpośrednie obserwacje instrumentalne, produkty ponownej analizy i informacje satelitarne sprzed kilku dziesięcioleci, pokazuje, że dipol arktyczny zmienia się w cyklu około 15-letnim i że prawdopodobnie system znajduje się u schyłku obecnego reżimu.
W obecnym „pozytywnym” reżimie dipola arktycznego, który według naukowców obowiązuje od 2007 roku, wysokie ciśnienie koncentruje się nad kanadyjskim sektorem Arktyki i wytwarza wiatry zgodne z ruchem wskazówek zegara. Niskie ciśnienie koncentruje się nad Arktyką Syberyjską i charakteryzuje się wiatrami przeciwnymi do ruchu wskazówek zegara.
Ten wzór wiatru napędza górne prądy oceaniczne, co ma całoroczny wpływ na regionalne temperatury powietrza, wymianę ciepła atmosfera-lód-ocean, dryf i eksport lodu morskiego oraz konsekwencje ekologiczne.
Autorzy piszą, że „wymiana wody między morzami nordyckimi a Oceanem Arktycznym ma kluczowe znaczenie dla stanu arktycznego systemu klimatycznego” oraz że zanikanie pokrywy lodowej jest „prawdziwym wskaźnikiem zmian klimatycznych”.
Analizując reakcje oceanów na układ wiatrów od 2007 r., naukowcy odkryli zmniejszony przepływ z Oceanu Atlantyckiego do Oceanu Arktycznego przez Cieśninę Frama na wschód od Grenlandii, wraz ze zwiększonym przepływem Atlantyku do Morza Barentsa, położonego na północ od Norwegii i zachodniej Rosji.
Nowe badania określają te naprzemienne zmiany w Cieśninie Frama i Morzu Barentsa jako „mechanizm rozdzielczy” powodowany przez arktyczne reżimy dipolowe.
Naukowcy odkryli również, że wiatry przeciwnie do ruchu wskazówek zegara z regionu niżu, w ramach obecnego dodatniego reżimu dipola arktycznego, kierują słodką wodę z rzek syberyjskich do kanadyjskiego sektora Oceanu Arktycznego.
Ten ruch słodkiej wody na zachód w latach 2007–2021 pomógł spowolnić ogólną utratę lodu morskiego w Arktyce w porównaniu z latami 1992–2006. Głębokość warstwy słodkiej wody wzrosła, przez co stała się zbyt gruba i stabilna, aby mieszać się z cięższą słoną wodą poniżej. Gruba warstwa słodkiej wody zapobiega topieniu lodu morskiego przez cieplejszą słoną wodę od dna.
Autorzy piszą, że mechanizm rozdzielczy regulujący dopływy wód subarktycznych ma „głęboki” wpływ na życie morskie. Może to prowadzić do potencjalnie bardziej odpowiednich warunków życia dla subarktycznych gatunków borealnych w pobliżu wschodniej części Basenu Eurazjatyckiego w porównaniu z jego zachodnią częścią.
„Wyszliśmy poza szczyt obecnie pozytywnego reżimu dipolowego w Arktyce i w każdej chwili może on się ponownie zmienić” – powiedział Polyakov. „Może to mieć znaczące konsekwencje klimatyczne, w tym potencjalnie szybsze tempo utraty lodu morskiego w całym arktycznym i subarktycznym systemie klimatycznym”.
Badania zostały sfinansowane przez amerykańską Narodową Fundację Naukową i Amerykańskie Biuro Badań Marynarki Wojennej.