Ciepła pogoda tysiące mil stąd wydawałaby się nieprawdopodobną przyczyną dziwacznie mokrej zimy w Wielkiej Brytanii lub głębokiego chłodu doświadczanego w tym roku przez wschodnie Stany Zjednoczone. Ale za ocieplenie Arktyki można obwiniać oba kraje, powiedziała Jennifer Francis, naukowiec zajmujący się atmosferą na Uniwersytecie Rutgers podczas niedawnego dorocznego spotkania AAAS w Chicago, Illinois.
powiązana zawartość
- Deep Freeze ujawnia ustronne jaskinie lodowe jeziora Superior
- Letnie fale upałów mogą być powiązane z utratą lodu morskiego
„To dlatego, że wzór tej zimy utknął w jednym miejscu od początku grudnia” - powiedział Francis. A wzorzec - który obejmował na przykład niskie i niskie temperatury we wschodnich Stanach Zjednoczonych - utknął z powodu Arktyki.
W 1896 roku szwedzki fizyk Svante Arrhenius po raz pierwszy obliczył [pdf], w jaki sposób pompowanie dwutlenku węgla do atmosfery ogrzałoby planetę poprzez efekt cieplarniany. Ocieplenie, jak pisał, będzie najbardziej widoczne w regionach arktycznych, zjawisko znane jako wzmocnienie arktyczne (lub polarne). I teraz można go zobaczyć ponad hałasem pogody na świecie - poniżej znajduje się animacja różnic temperatur w porównaniu do średnich z NASA w latach 1950–2013:
Niedawny wzrost ocieplenia Arktyki łatwo widać po utracie letniego lodu morskiego na Oceanie Arktycznym. W szczególności zasięg letniego lodu morskiego spada od ponad dwóch dekad, a utrata starego, gęstego lodu jest szczególnie wyraźna (patrz wideo poniżej).
„Kiedy tracisz lód morski, wzmocnienie arktyczne z pewnością jest tutaj”, powiedział Mark Serreze, dyrektor National Snow and Ice Data Center. Utrata lodu morskiego, powiedział, będzie miała wpływ na środkowe szerokości geograficzne, szczególnie na pogodę.
Arktyka wpływa na resztę planety na wiele sposobów, ale ta, która jest najbardziej istotna dla pracy Francisa, nazywa się gradientem temperatury w kierunku przeciwnym - jest to różnica temperatur między Arktyką a środkowymi szerokościami geograficznymi, w których znajdują się kontynentalne Stany Zjednoczone. Ten gradient temperatury w kierunku południowym powoduje, że powietrze zaczyna płynąć z bieguna północnego na południe, a wirująca Ziemia zmusza powietrze do przemieszczania się z zachodu na wschód, tworząc strumień odrzutowy.
Częste ulotki rozpoznają strumień odrzutowy jako rzekę powietrza, która może wzmocnić ich samolot podczas lotu z Los Angeles do Nowego Jorku. Fanatycy pogody mogą być jednak bardziej zaznajomieni z układem powietrza, ponieważ może on przenosić systemy pogodowe na cały kontynent.
„Gdy szybciej ogrzejesz Arktykę, zmniejszysz różnicę temperatur między Arktyką a obszarami położonymi bardziej na południe”, a to osłabia gradient temperatury w kierunku przeciwnym, wyjaśnił Francis. Słabszy gradient powoduje, że strumień strumienia jest słabszy.
„Gdy osłabiamy różnicę temperatur między Arktyką a środkowymi szerokościami geograficznymi, spodziewamy się, że wiatry z zachodu na wschód osłabną”, powiedział Francis. „Kiedy tak się stanie, spodziewamy się, że przepływ w strumieniu odrzutowym wyższego poziomu stanie się bardziej falisty”. Francis porównał strumień odrzutowy do rzeki. Kiedy rzeka spływa po stromym zboczu góry, płynie szybko, a jej ścieżka jest prosta. Ale kiedy rzeka przepływa przez płaską równinę, jest wolniejsza i jej ścieżka może zacząć błąkać się. Strumień odrzutowy teraz czasami meandruje jak powolna rzeka:
Słabszy strumień jest prawdopodobnie łatwiej odchylany na swojej drodze, gdy napotyka coś takiego jak pasmo górskie lub masa gorącego powietrza, powiedział Francis. Te duże fale zwiększają prawdopodobieństwo zablokowania systemu pogodowego - takiego jak szczególnie mroźna zima lub okres bez deszczu. „Oznacza to, że pogoda, którą tworzą, trwa dłużej w Twojej lokalizacji. Prowadzi to do bardziej uporczywych wzorców pogodowych i tendencji do ekstremalnych warunków pogodowych niektórych typów, aby stawać się bardziej prawdopodobne ”- powiedział Francis. „To jest hipoteza”.
I to jest wielkie zastrzeżenie w tej pracy - jest to hipoteza rozwinięta w ciągu ostatnich kilku lat przez Francisa i jej kolegę, Steve'a Vavrusa, naukowca zajmującego się atmosferą na Uniwersytecie Wisconsin w Madison. „Nie wszyscy są na pokładzie” - przyznał Francis.
Ale wydaje się, że jest to całkiem nowy rozwój ewolucji klimatu planety. Sygnał wzmocnienia arktycznego, po raz pierwszy przewidziany w 1896 r., Naprawdę stał się zauważalny jedynie powyżej przypadkowych wzlotów i upadków pogody w ciągu ostatnich 10 lub 15 lat, więc jego efekty - takie jak osłabiony strumień - dopiero zaczynają być widoczne doświadczony, powiedział Francis.
A Francis przyznaje, że utrwalenie wzoru pogody w strumieniu odrzutowym nie tłumaczy wszystkich ostatnich ekstremalnych warunków pogodowych. Zajmie to trochę czasu naukowcom, ale Francis zauważył to hipoteza jest poparta kombinacją modeli obserwacji, fizyki i klimatu.
„W systemie klimatycznym dzieje się wiele rzeczy, które wpływają na strumień odrzutowy”, powiedziała, „i zastanawianie się, w jaki sposób różne elementy układanki pasują do siebie, jest obecnie bardzo aktywnym obszarem badań”.
