Geskryf deur Daisy Dunne
Dr Ola Persson en ander MOSAiC-wetenskaplikes het 'n wetenskaplike instrument in die Sentrale Arktiese Oseaan opgerig. Krediet: Daisy Dunne vir Carbon Brief
Die grootste polêre navorsingsekspedisie ter wêreld is tans in die Arktiese gebied aan die gang. Die jaar lange ekspedisie, bekend as die Multidissiplinêre dryf Observatory for the Study of Arctic Climate (mosaïek), betrek 300 navorsers uit 19 lande. Van 'n skip wat in die see-ys vasgevang is, neem wetenskaplikes metings wat kan help om klimaatsmodelle te transformeer. Carbon Brief se wetenskapskrywer Daisy Dunne in die herfs van 2019 by die ekspedisie aangesluit het. Dit is die derde van die vier artikels wat op die MOSAiC-ekspedisie gefokus is.
Vir skepe wat naby die noordpool vaar, hou enkele gebeure groter risiko's in as 'n Arktiese storm.
Arktiese storms kan buitengewone hoë winde, wat die oseaan opwek, ontketen en golwe met 'n paar meter laat swel. Dit maak nie net die lewe op see ondraaglik vir matrose nie, maar maak dit ook moeiliker om die Arktiese gebiede - en sy ysberge - te navigeer.
Sterk wind kan ook deur die see-ys skeur, wat veroorsaak dat dit uitmekaar breek en in verskillende rigtings beweeg. 'N Groeiende navorsingsveld dui daarop dat die impak van stormwinde op see groter kan wees as wat voorheen gedink is - en moontlik beduidend is vir voorspellings vir toekomstige ysverlies.
Daar is ook opkomende getuienis wat daarop dui dat stormagtige arktiese weer die weer van die pale kan beïnvloed.
'Die kort antwoord is dat daar 'n mate van invloed is op die middelbreedtes van Arktiese siklone, maar ons weet nie met watter reëlmaat dit gebeur nie,' sê Dr Ola Persson, 'n polêre meteoroloog van die Nasionale Oseaniese en Atmosferiese Administrasie (NOAA).
Persson is een van die 600 mense wat aan MOSAiC deelneem, die grootste Arktiese navorsingsekspedisie wat ooit gedoen is. (Koolstofopdrag het onlangs aangesluit die ekspedisie vir sy eerste ses weke.)
As deel van die ekspedisie het Persson en sy kollegas 'n verskeidenheid instrumente ingerig om verskillende aspekte van Arktiese storms te meet - van die snelheid van die winde tot die omvang van hul impak op die ys.
Die insameling van sulke data kan help om belangrike vrae oor Arktiese storms te beantwoord, soos hoe dit die ys- en klimaatstoestande op die langtermyn kan beïnvloed, en hoe dit sou reageer op klimaatsverandering.
Arktiese storms "- ook genoem Arktiese of polêre siklone - is laedrukstelsels wat die Arktiese Oseaan en sy nabye landmassas beïnvloed, insluitend Groenland, Noord-Kanada en Noord-Eurasië. In 'n Arktiese storm spiraal die lug teen die kloksgewys.
Die animasie hieronder toon die beweging van Arktiese storms oor die noordelike poolstreek in 2012 - a rekord-lae jaar vir see-ys. In die animasie word die beweging van oppervlaktewinde voorgestel deur klein pyle wat volgens snelheid gekleur is.
Die beweging van somerstorms oor die Arktiese gebied in 2012. Krediet: NASA / Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio
Persiese storms kan binne en buite die poolstreek vorm, sê Persson. 'Dit lyk asof sommige van hulle afkomstig is van siklone wat van die onderste breedtegrade af kom en na die Arktiese gebied beweeg. Ander arktiese siklone ontwikkel blykbaar in die Arktiese streek. "
Storme wat in die Arktiese oorsprong is, kan ontstaan ​​as daar 'n steuring in die "tropopouse"- die deel van die atmosfeer wat optree as 'n grenslaag tussen die troposfeer en die stratosfeer, sê Persson. 'Hierdie steurings kan baie lank duur, en as die toestande reg is, lyk dit of dit 'n lae vlak sikloon veroorsaak.'
In vergelyking met tropiese storms (bekend as tifone or orkane Afhangend van waar hulle aangetref word) is daar baie min navorsing oor Arktiese storms gedoen, sê Persson.
Dit is grootliks omdat, in vergelyking met stormweë in die middelbreedte, baie min mense Arktiese siklone beïnvloed. Maar vinnige afname in die ys dit maak die Arktiese gebied makliker vir lang periodes van die jaar. Dit het op hul beurt 'n seën by albei veroorsaak kommersiële en toeriste aktiwiteit in die Arktiese gebied - wat die behoefte aan die verstaan ​​van arktiese storms dringender maak.
Daar is ook bewyse wat daarop dui dat klimaatsverandering Arktiese storms meer gereeld kan maak, sê Prof Jenny Hutchings, 'n MOSAiC-wetenskaplike en navorser van die see-ysdinamika van Oregon State University. 'Dit lyk asof daar 'n toename in sikloonaktiwiteit tot in die Arktiese gebied is,' vertel sy Carbon Brief.
Die gebrek aan historiese gegewens oor Arktiese storms maak dit egter moeilik om vas te stel of daar 'n toenemende neiging is, sê Persson:
'Daar is 'n suggestie dat Arktiese siklone nou meer gereeld kan voorkom, maar die probleem is dat ons nie vantevore 'n hele aantal metings het nie. Miskien is die vorige laer frekwensie wat ons waargeneem het, te wyte aan die feit dat ons modelle, of ons rekonstruksies van die verlede, nie volledig genoeg is nie. "
Persson is 'n ander aspek van die arktiese storms waaroor wetenskaplikes nog nie 'n duidelike beeld kan kry nie, sê Persson:
'Dit lyk asof die arktiese siklone 'n ander struktuur het as die siklone op die breedtegraad. Die afgelope twee tot vier jaar was daar studies wat daarop dui dat dit 'n vertikale struktuur het meer soortgelyk aan 'n orkaan dan tot 'n middelbreedte-storm. '
Tydens die MOSAiC-ekspedisie wil hy data versamel oor die vertikale struktuur van Arktiese storms. Die ekspedisie is gesentreer rondom die Polarstern, 'n Duitse ysbreker wat doelbewus in die see-ys gevries is. Die vaartuig sal passief met die ys dryf as dit die volgende jaar noordwaarts beweeg.
Kaart wat die Polarstern-roete wys vanaf sy vertrek vanaf Tromso op 20 September 2019 tot ongeveer 85 grade noord in die Sentraal-Arktiese Oseaan, waar dit hom op 6 Oktober 2019 aan 'n ysvloei vasgeheg het (rooi). Die grasdakpyl illustreer die gebied waarheen die skip kan ry op sy jaarlange reis wat naby die Fram Straat eindig. Krediet: Tom Prater vir Carbon Brief
Om die struktuur van arktiese storms te bestudeer, sal Persson en sy kollegas moet wag dat hulle oor die skip gaan. Hulle sal dan data oor die storms versamel met behulp van 'n reeks instrumente, insluitend weerballonne, wat veranderinge in die atmosfeer temperatuur, druk, humiditeit en wind vasvang. Hulle sal ook gespesialiseerde weerradars gebruik, wat radiogolwe gebruik om veranderinge in neerslag en windspoed op te spoor.
Die reeks instrumente sal tydens 'n storm op verskillende hoogtes in die atmosfeer meet. Deur hierdie inligting saam te voeg, hoop die navorsers om meer te wete te kom oor die vertikale struktuur van verbygaande Arktiese storms.
Juergen Graeser lanseer 'n weerballon op die helikopterdek van Polarstern. 22 September 2019. Krediet: Esther Horvath
MOSAiC-navorsers sal ook probeer om 'n beeld te kry van hoe dit op die ys kan beïnvloed. Persson sê:
'Wat mense die afgelope paar jaar opmerk, is dat wanneer ons 'n baie groot Arktiese sikloon het, die see-ys verdwyn.'
'N Dramatiese voorbeeld hiervan het in 2012, toe die Arktiese gebied in Augustus deur 'n kragtige, stadig bewegende storm getref is. Die sikloon het bykans twee weke geduur en het swaar reën gebring 30mph winde.
In daardie jaar het die Arktiese see-ys sy bereik laagste vlak op rekord. Dit is moontlik dat die storm 'n rol gespeel het in die dryf van die vinnige afswaai in seewater.
Wetenskaplikes het gedink dat die storm die verlies van ys verhoog het deur die ys te laat breek en dit meer kwesbaar vir smelt te laat. Die stormsterk winde kan ys selfs in warmer waters gedryf het, wat die smelt verder verhoog het, sê navorsers.
Ander navorsers het egter aangevoer dat die storm slegs 'n geringe rol in die rekordlaagte gespeel het.
A bestudeer wat in 2013 gepubliseer is, het die impak van die storm met behulp van klimaatmodelle ontleed. Die navorsers het twee stelle simulasies uitgevoer: een weerspieël Arktiese toestande in 2012 met die Augustus-storm ingesluit en een weerspieël 2012-toestande sonder die storm.
Die navorsing het bevind dat die Arktiese see-ys in beide stelle simulasies tot 'n nuwe rekordlaagtepunt val. In die simulasies wat die storm insluit, is die rekordlaagte egter ongeveer tien dae vroeër opgestel as in die simulasies sonder die storm.
Die bevindinge dui daarop dat ander faktore belangriker was vir die rekord-lae ystoestande wat in 2012 gesien is, het die navorsers gesê. In daardie jaar was die Arktiese somertemperature byvoorbeeld warmer as die gemiddelde, en die yspak het grootliks uit 'eerstejaars-ys"- jong ys wat meer geneig is tot smelt.
Veranderings in die omvang van die Arktiese see-ys wat minder as een jaar (ligblou) in die ouderdom van vier jaar en ouer (donkerblou) ouer is. Die omvang word getoon vir dieselfde week (22-28 Oktober) vanaf 1985-2019. Gegevensbron: National Snow and Ice Data Center. Grafiek deur Carbon Brief met behulp van Highcharts
Terwyl die studie daartoe bygedra het om lig te werp op die sikloon van 2012, bly die werklike impak van die Arktiese storms op see grootliks onbekend. 'Ons het net na een groot storm gekyk,' gesê studeer mede-outeur Dr Ron Lindsay, van die Universiteit van Washington in 2013. "As ons wil verstaan ​​hoe storms die ysbedekking in die toekoms sal beïnvloed, moet ons die effek van storms onder verskillende toestande verstaan."
Een van die navorsingsdoelwitte van die MOSAiC-ekspedisie is om die impak van Arktiese storms op die see-ys vir 'n hele jaar onder 'n groot verskeidenheid toestande te bestudeer.
In 'n radius van 50 km rondom MOSAiC se belangrikste yskamp, ​​het wetenskaplikes geïnstalleer 'n netwerk van drywende navorsingstasies. Hierdie stasies huisves 'n reeks instrumente wat vir die volgende jaar byna ononderbroke metings sal doen van veranderinge in die atmosfeer, see en die oseaan.
Een van hierdie instrumente, a reuse metaal slee opgestel deur Persson en sy kollegas, sal gebruik word om Arktiese storms te bestudeer. Die slee word bedek met verskillende toerusting wat veranderinge in die atmosfeer meet.
Die belangrikste pakket vir die monitering van verbygaande arktiese storms is 'n "soniese anemometer" - 'n instrument wat uitsteek van die slee wat klankgolwe gebruik om veranderinge in windspoed en rigting te meet.
Dr Ola Persson en 'n kollega heg 'n soniese anemometer aan 'n wetenskaplike instrument in die Sentrale Arktiese Oseaan. Krediet: Daisy Dunne vir Carbon Brief
Die slee het ook 'n gevorderde GPS-stelsel wat navorsers in staat stel om die ysvlote se ligging in reële tyd op te spoor.
Met behulp van hierdie instrumente beplan die navorsers om die snelheid en sterkte van winde tydens storms te monitor - en of hierdie winde die ys van mekaar breek en in verskillende rigtings beweeg.
'Ons sal hopelik die reaksie van die ys tydens 'n sikloon kan uit kaart en kyk of die hoë winde wat deur siklone gebring word, die ys laat uiteenval,' sê Hutchings.
Die navorsing is riskant. 'N Besondere ernstige storm kan veroorsaak dat die see-ys in twee skei of heeltemal uitmekaar breek, wat die navorsers se instrumente in die see laat val.
"Dit is iets wat interessant sal wees om te sien, watter ysvlieg uiteindelik oorleef - en wat nie," sê Dr Thomas Krumpen, 'n navorser van die see-ys van AWI en 'n mede-vaartleier aan boord van die Akademik Fedorov.
Die metings wat tot die einde van die ekspedisie in September 2020 gedoen is, kan hopelik meer lig werp op die impak van Arktiese storms op ysbedekking.
Storms op dreef
Een rede waarom MOSAiC-wetenskaplikes graag inligting oor die Arktiese storms wil insamel, is dat sommige bewyse daarop dui dat dit klimaatsomstandighede van die pole kan beïnvloed.
Dit is omdat dit onder sekere omstandighede lyk asof Arktiese weer die poolgebied kan ontsnap en tot in die middelbreedtes kan strek, sê Persson.
'N Voorbeeld hiervan het vroeg in 2019 plaasgevind toe dele van die VSA en Kanada deur 'n uiterste koue snap dit het die temperatuur laat afneem -17C en hieronder.
'N Man grawe soggens 'n rooi Chevrolet-motor uit die sneeu van die parkeerterrein. Toronto, Kanada. 29 Januarie 2019. Krediet: Torontonian / Alamy Stock Foto
Alhoewel die wetenskap is nog nie seker nie, dit wil voorkom asof Arktiese storms uit die Arktiese gebied kan beweeg en na die middelbreedtes wanneer daar 'n versteuring in die "stratosferiese polêre draaikolk"- 'n weerstelsel met lae druk wat ongeveer 50 km bo die Arktiese gebied sit.
As dit versteur word, kan die polêre draaikolk verswak word - sodat die koue weer wat dit bevat gewoonlik in die middelbreedtes versprei. "[Dit] bring baie koel lug en spoel baie storms en sneeuval op," sê Persson.
Die diagram hieronder demonstreer hoe 'n verswakte polêre draaikolk die koue Arktiese weer van die noordpool kan laat ontsnap.
Die wetenskap agter die polêre draaikolk. Krediet: NOAA
Hoewel die middelbreedtes die afgelope paar jaar verskeie noemenswaardige koueknipsels gesien het, is dit nog nie duidelik of sulke gebeure waarskynliker word nie, sê Persson.
Deur inligting in te samel oor die bewegings van arktiese storms deur die loop van MOSAiC, hoop hy om 'n beter begrip te kry van hoe gereeld hulle uit die Arktiese gebied reis. 'Die kort antwoord is dat daar 'n mate van invloed is op die middelbreedtes van Arktiese siklone, maar ons weet nie met watter reëlmaat dit gebeur nie.'
Daisy Dunne was een van die vyf joernaliste wat gekies is om oor MOSAiC verslag te doen. Haar koste nadat sy na Tromso vertrek het, is deur die Alfred Wegener Instituut gedek, wat die ekspedisie gereël het.
Hierdie artikel het oorspronklik verskyn Carbon Brief
Jy is hier: Tuis > Sosiale en politieke > omgewing > klimaat > Impakte > Die gevolge van veranderende Arktiese storms te verstaan