Nedgang i arktisk havis - Arctic sea ice decline
Den arktiske havis tilbagegang er sket i de seneste årtier af havis i Polarhavet smelter hurtigere, end det refreezes om vinteren. Den IPCC 's fjerde vurderingsrapport (2007) erklærede, at drivhusgas tvinger overvejende ansvarlig for nedgangen i arktiske havis omfang.
En undersøgelse fra 2007 fandt faldet til at være "hurtigere end forudsagt" ved modelsimuleringer. En undersøgelse fra 2011 foreslog, at den kunne forenes med intern variation, der forstærkede drivhusgas-tvunget havisedgang i løbet af de sidste årtier. En undersøgelse fra 2012 med et nyere sæt simuleringer forudsagde også tilbagetrækningshastigheder, der var noget mindre end det, der faktisk blev observeret.
Implikationer af tilbagegang i arktisk havis kan omfatte: Isfri sommer, vendepunkt , forstærket arktisk opvarmning, polær hvirvelafbrydelse , ændringer i atmosfærisk kemi, ændringer i atmosfærisk regime, ændringer i plante-, dyr- og mikrobieliv; ændrede forsendelsesmuligheder og andre konsekvenser for mennesker.
Den IPCC Femte Hovedrapport (2014) indgået med høj tillid til, at havisen vil fortsætte med at falde i omfang, og at der har været robust evidens for den nedadgående tendens i arktiske sommer havis omfang siden 1979. Regionen er på sit varmeste i det mindste 4000 år, og den arktiske dækkende smeltesæson er forlænget med en hastighed på fem dage pr. Årti (fra 1979 til 2013), domineret af en senere efterårsfrysning. Havisændringer er blevet identificeret som en mekanisme til polær amplifikation .
I september 2020 rapporterede det amerikanske nationale sne- og isdatacenter , at den arktiske havis i 2020 var smeltet til et område på 3,74 millioner km 2 , det næst mindste område siden registreringer begyndte i 1979.
Definitioner
Det Arktiske Ocean er den vandmasse, der er placeret omtrent over breddegraden 65 ° N. Arktisk havis refererer til det område af Det Arktiske Ocean, der er dækket af is. Det minimum af den arktiske havis er den dag i et givet år, hvor arktisk havis når sit mindste omfang, der forekommer ved slutningen af sommerens smeltesæson, normalt i løbet af september. Maksimal arktisk isis er dagen på et år, hvor arktisk havis når sit største omfang nær slutningen af den arktiske kolde årstid, normalt i løbet af marts. Typiske datavisualiseringer for arktisk havis inkluderer gennemsnitlige månedlige målinger eller grafer for det årlige minimum eller maksimale omfang, som vist på de tilstødende billeder.
Havis udstrækning er en alternativ måling og defineres sædvanligvis som området med mindst 15% af havisdækket. Denne metric bruges til at imødegå usikkerhed ved at skelne åbent havvand fra smeltet vand oven på fast is, som satellitdetekteringsmetoder har svært ved at differentiere. Dette er primært et problem i sommermånederne.
Havis og klimatilbagemeldinger
Ishavet vedligeholder den kølige temperatur i polarområderne, og det har en vigtig albedoeffekt på klimaet. Ishavet i det arktiske hav smelter om sommeren, og mere af solen absorberes af havet. Den hurtige hastighed af havisens smeltning resulterer i, at havene absorberer og opvarmer Arktis. Faldet i havis har potentiale til at fremskynde den globale opvarmning og klimaændringer.
Observation
En artikel i Popular Mechanics , der blev offentliggjort i marts 1912, beskrev åbent vand i de arktiske områder i 1911, et år med usædvanlige temperaturer over gennemsnittet.
Satellit æra
Observation med satellitter viser, at det arktiske havisområde, omfang og volumen har været faldende i et par årtier. Engang i løbet af det 21. århundrede kan havis effektivt ophøre med at eksistere i løbet af sommeren. Havisudstrækning er defineret som området med mindst 15% isdække. Mængden af flerårig havis i Arktis er faldet betydeligt i de seneste årtier. I 1988 udgjorde is, der var mindst 4 år gammel, 26% af Arktis havis. I 2013 var is i den alder kun 7% af al arktisk havis.
Forskere målte for nylig seksten fod (fem meter) bølgehøjder under en storm i Beauforthavet i midten af august til slutningen af oktober 2012. Dette er et nyt fænomen for regionen, da et permanent havisdække normalt forhindrer bølgedannelse. Bølgehandling bryder havis op og kan dermed blive en feedbackmekanisme, der driver nedgang i havis.
For januar 2016 viste de satellitbaserede data det laveste samlede arktiske havisudslag i januar siden rekorderne begyndte i 1979. Bob Henson fra Wunderground bemærkede:
Hånd i hånd med det sparsomme isdække har temperaturerne i hele Arktis været ekstraordinært varme for midtvinteren. Lige før nytår skubbede en snig af mild luft temperaturerne over frysepunktet til inden for 200 miles fra Nordpolen. Denne varme puls forsvandt hurtigt, men den blev efterfulgt af en række intense nordatlantiske cykloner, der sendte meget mild luftpoleward sammen med en stærkt negativ arktisk svingning i løbet af de første tre uger af måneden.
Januar 2016's bemærkelsesværdige faseovergang af arktisk oscillation blev drevet af en hurtig troposfærisk opvarmning i Arktis , et mønster, der ser ud til at have øget overgå den såkaldte stratosfæriske pludselige opvarmning . Den tidligere rekord med det laveste omfang af det Arktiske Ocean dækket af is i 2012 oplevede et lavpunkt på 1,31 millioner kvadratkilometer (3,387 millioner kvadratkilometer). Dette erstattede den tidligere rekord, der blev sat den 18. september 2007 til 1,61 millioner kvadratkilometer (4,16 millioner kvadratkilometer). Minimumsomfanget den 18. september 2019 var 1,60 millioner kvadratkilometer (4,153 millioner kvadratkilometer).
En undersøgelse af havisis tykkelse fra 2018 fandt et fald på 66% eller 2,0 m i løbet af de sidste seks årtier og et skift fra permanent is til stort set sæsonbestemt isdække.
Implikationer
Isfri sommer
.jpg)
Et "isfrit" Polhav, undertiden omtalt som "Blue Ocean Event", defineres ofte som "at have mindre end 1 million kvadratkilometer havis", fordi det er meget svært at smelte den tykke is omkring canadieren Arktisk øhav . IPCC AR5 definerer "næsten isfrie forhold" som havisudstrækning mindre end 10 6 km 2 i mindst fem på hinanden følgende år.
Mange forskere har forsøgt at estimere, hvornår Arktis vil være "isfrit". Professor Peter Wadhams fra University of Cambridge er blandt disse forskere; Wadhams i 2014 forudsagde, at "sommerhavisen i 2020 vil forsvinde i 2020", Wadhams og flere andre har bemærket, at forudsigelser af klimamodeller har været alt for konservative med hensyn til tilbagegang af havis. Et papir fra 2013 foreslog, at modeller normalt undervurderer solstrålingsabsorptionsegenskaberne ved brændsod. I 2007 forudsagde professor Wieslaw Maslowski fra Naval Postgraduate School, Californien, fjernelse af sommeris inden 2013; efterfølgende, i 2013, forudsagde Maslowski 2016 ± 3 år. Et papir fra 2006 forudsagde "nær isfrie septemberforhold inden 2040". Overland og Wang (2013) undersøgte tre forskellige måder at forudsige fremtidige havisniveauer på. IPCC AR5 (for mindst ét scenario) anslår, at en isfri sommer kan forekomme omkring 2050. Den tredje amerikanske nationale klimaevaluering (NCA), udgivet 6. maj 2014, rapporterer, at Det Arktiske Ocean forventes at være isfrit om sommeren før midten af århundredet. Modeller, der bedst matcher historiske tendenser, projekterer et næsten isfrit Arktis om sommeren i 2030'erne. Disse modeller har imidlertid en tendens til at undervurdere hastigheden af tab af havis siden 2007. Baseret på resultaterne fra flere forskellige modeller satte Overland og Wang (2013) den tidlige grænse for en havisfri sommerarkt nær 2040. Professor James Anderson fra Harvard University forestiller sig den arktiske is, der er gået i begyndelsen af 2020'erne. "Chancen for, at der vil være permanent is tilbage i Arktis efter 2022, er i det væsentlige nul," sagde han i juni 2019.
Opvarmende arktiske temperaturer giver en kraftig tvang mod reduceret havisdækning.
Vendepunkt
Der har været debat om, hvorvidt Ishavet vil passere et " vendepunkt ", defineret som en tærskel for pludselige og irreversible ændringer, efterhånden som mængden af isdække falder. Selvom nogle tidligere undersøgelser understøttede tilstedeværelsen af et vendepunkt, konkluderede IPCC AR5, at der er få beviser for et sådant vendepunkt baseret på nyere undersøgelser, der brugte globale klimamodeller og lavordens havismodeller. En undersøgelse fra 2013 identificerede imidlertid en brat overgang til øget sæsonbetonet isdækningsvariabilitet i 2007, som fortsatte i de følgende år, hvilket forskerne betragtede som et ikke- bifurcation 'vendepunkt', uden konsekvenser af irreversibel ændring. Den IPCC AR5 WGII rapport angivet med medium tillid til, at præcise niveauer af klimaændringer tilstrækkelig til at udløse et vendepunkt fortsat usikre, men at risikoen forbundet med at krydse flere tipping points stiger med stigende temperatur.
Forstærket arktisk opvarmning
Mørkt, åbent vand, der efterlades, når havis smelter, absorberer langt mere varme end isdækket vand, hvilket fører til fysiske konsekvenser, der inkluderer is-albedo-feedback eller varmere havoverfladetemperaturer, der øger havets varmeindhold . Dette øger også trykket og reducerer vindhastighederne. Disse feedback -effekter er stærkere i den lavere atmosfære. Som Peter Wadhams skriver en polarforsker "når sommeren giver is til åbent vand, falder albedoen ... fra 0,6 til 0,1, hvilket yderligere vil fremskynde opvarmningen af Arktis og af hele planeten." Arktis opvarmes cirka dobbelt så hurtigt som det globale gennemsnit, ifølge Rutgers University klimaforsker Jennifer Francis. De økonomiske konsekvenser af isfrie somre og faldet i arktiske ismængder inkluderer et større antal rejser over Arctic Ocean Shipping-banerne i løbet af året. Dette tal er vokset fra 0, i 1979 til 400–500 langs Beringstrædet og> 40 langs den nordlige søvej , i 2013. Arktisk forstærket opvarmning observeres som stærkere i lavere atmosfæriske områder, fordi den voksende proces med varmere luft øger trykniveauet hvilket reducerer poleward geopotentiale højdegradienter. Disse gradienter er årsagen til, at der forårsager vest til øst vind gennem det termiske vindforhold, faldende hastigheder findes normalt syd for områderne med geopotentiale stigninger. Dette forhold er blevet dokumenteret gennem observationsbeviser og modelresponser på tab af havis i henhold til Wiley -tidsskriftets artikel fra 2017, forstærket arktisk opvarmning og vejr på midten af breddegraden: nye perspektiver på nye forbindelser.
Polar hvirvelafbrydelse
Den polar vortex er en hvirvelvind af især kold, tætte luft danner nær polerne, der er indeholdt i den jetstrøm , et bælte af hurtigt strømmende vinde, der fungerer som en grænse mellem kold polar luft og den varmere luft af andre halvkugler. Fordi polarvirvelens og jetstrømmen delvis stammer fra temperaturkontrasten mellem kold polarluft og varmere tropisk luft, risikerer den at blive stærkt formindsket, da denne kontrast eroderes af virkningerne af smeltende havis. Ifølge Journal of the Atmospheric Sciences "har der [været] en væsentlig ændring i hvirvelstrømmen i løbet af det 21. århundrede, hvilket resulterer i en svagere, mere forstyrret hvirvel." Efterhånden som hvirvelen bliver svagere, er det mere sandsynligt, at kold arktisk luft kan slippe ud af jetstrømmen og spredes over i andre halvkugler. Denne forstyrrelse er allerede begyndt at påvirke de globale temperaturer. I en undersøgelse fra 2017 foretaget af klimatolog Dr. Judah Cohen og flere af hans forskningsassistenter skrev Cohen, at "[skiftet] i polære hvirvelstater kan tegne sig for de fleste af de seneste vinterkølingstendenser i forhold til eurasiske midtergrader".
Atmosfærisk kemi
Revner i havis kan udsætte fødekæden for større mængder atmosfærisk kviksølv.
En undersøgelse fra 2015 konkluderede, at fald i arktisk havis fremskynder metanemissioner fra den arktiske tundra. En af undersøgelsesforskerne bemærkede: "Forventningen er, at med yderligere fald i havis vil temperaturerne i Arktis fortsætte med at stige, og det samme vil metanemissioner fra nordlige vådområder."
Atmosfærisk regime
Der er foreslået en forbindelse mellem reduceret Barents-Kara havis og kolde vinterekstremer over de nordlige kontinenter. Modelsimulering tyder på, at formindsket arktisk havis kan have været en medvirkende årsag til de seneste våde somre i Nordeuropa på grund af en svækket jetstrøm , der dykker længere sydpå. Ekstremt sommervejr på de nordlige midterbredder har været forbundet med en forsvindende kryosfære . Beviser tyder på, at det fortsatte tab af arktisk havis og snedække kan påvirke vejret på lavere breddegrader. Korrelationer er blevet identificeret mellem ændringer i kryosfæren på høj breddegrad, halvkuglevindmønstre og ekstreme vejrhændelser på midten af breddegraden på den nordlige halvkugle. En undersøgelse fra 2004 forbandt den forsvindende havis med en reduktion af tilgængeligt vand i det amerikanske vest.
Baseret på virkningerne af arktisk forstærkning (opvarmning) og istab konkluderede en undersøgelse i 2015, at stærkt forstærkede jetstrømsmønstre forekommer oftere i de sidste to årtier, og at sådanne mønstre ikke kan knyttes til bestemte årstider. Derudover blev det fundet, at disse jetstrømsmønstre ofte fører til vedvarende vejrmønstre, der resulterer i ekstreme vejrhændelser. Derfor favoriserer fortsatte varmeindfangende emissioner øget dannelse af ekstreme hændelser forårsaget af langvarige vejrforhold.
I 2018 forklarede klimavidenskabsmand Michael E. Mann , at den vestantarktiske indlandsis kan miste dobbelt så meget is i slutningen af århundredet som tidligere antaget, hvilket også fordobler den forventede stigning i havniveauet fra tre fod til mere end seks fod.
Plante-, dyre- og mikrobieliv
Havisnedgang har været knyttet til boreal skovnedgang i Nordamerika og formodes at kulminere med et intensiveret naturbrandregime i denne region. Den årlige nettoprimære produktion i det østlige Beringhav blev øget med 40–50% gennem fytoplanktonblomstringer i varme år med tidligt tilbagetrækning af havis.
Isbjørne vender sig til alternative fødekilder, fordi arktisk havis smelter tidligere og fryser senere hvert år. Som følge heraf har de mindre tid til at jage deres historisk foretrukne bytte af sælunger og skal bruge mere tid på land og jage andre dyr. Som et resultat er kosten mindre ernæringsmæssig, hvilket fører til reduceret kropsstørrelse og reproduktion, hvilket indikerer befolkningsnedgang hos isbjørne. Det arktiske tilflugtssted er, hvor isbjørnenes primære levested er at hule, og den smeltende arktiske havis forårsager et tab af arter. Der er kun omkring 900 bjørne i det arktiske tilflugts nationale bevaringsområde.
Når arktisk is henfalder, producerer mikroorganismer stoffer med forskellige effekter på smeltning og stabilitet. Visse typer bakterier i rådne isporer producerer polymerlignende stoffer, som kan påvirke isens fysiske egenskaber. Et team fra University of Washington, der studerer dette fænomen, antager, at polymererne kan give isen en stabiliserende effekt. Andre forskere har imidlertid fundet alger og andre mikroorganismer med til at skabe et stof, kryokonit eller skabe andre pigmenter, der øger råd og øger væksten af mikroorganismerne.
Forsendelse
Smeltning af arktisk havis vil sandsynligvis øge trafikken gennem Ishavet. En tidlig undersøgelse af James Hansen og kolleger foreslog i 1981, at en opvarmning på 5 til 10 ° C, som de forventede, da intervallet for arktisk temperaturændring svarede til fordoblet CO
2koncentrationer, kunne åbne Nordvestpassagen . En undersøgelse fra 2016 konkluderer, at opvarmning af arktis og tilbagegang fra havis vil føre til "bemærkelsesværdige forskydninger i handelsstrømmene mellem Asien og Europa, afledning af handel inden for Europa, tung skibstrafik i Arktis og et betydeligt fald i Suez -trafikken. Forventede handelsskift også indebærer et betydeligt pres på et allerede truet arktisk økosystem. " I august 2017 krydsede det første skib Nordsøruten uden brug af isbryder. Også i 2017 satte den finske isbryder MSV Nordica rekord for den tidligste passage af Nordvestpassagen. Ifølge New York Times forudsiger dette mere skibsfart gennem Arktis, da havisen smelter og gør forsendelsen lettere. En rapport fra Copenhagen Business School fra 2016 viste, at storskala trans-arktisk skibsfart vil blive økonomisk rentabelt inden 2040.
Menneskelig påvirkning
Faldet af arktisk havis vil give mennesker adgang til tidligere fjerntliggende kystzoner. Som et resultat vil dette føre til en uønsket effekt på terrestriske økosystemer og bringe havarter i fare.
I årene op til 2015 faldt Grønlands isdække til "et råddent isregime", hvor måneders fast is faldt fra 9 om året til 2-3, og med tykkelsen faldende fra 6-10 fod til 7 tommer med 2004. Faldet af fast is til rådnet is forstyrrer kraftigt rejser og eksistensjagt på den lokale inuit samt rejser og levesteder for havpattedyr. Inuitterne er blevet tvunget ud af traditionelle jagtsteder og stilarter i forskellige grader, og alkoholisme og selvmord steg på grund af det massive og hurtige livsstilsskifte.
Se også
Referencer
eksterne links
- Tredje nationale klimavurdering | Smeltende is
- NASA Earth Observatory | Ishav fra Arktis
- Wunderground | Arctic Sea Ice Nedgang
- Sammenlægning af Arktis havishistorie tilbage til 1850
- Hvor forudsigelig er den første isfrie arktiske sommer?
- Hvorfor smelter arktisk havis, når Antarktis ikke er så meget?