(Kredit: University of Sheffield)
Efter rekordhöga temperaturer och smältrekord som påverkade nordvästra Grönland under sommaren 2015, erbjuder en ny studie de första bevis som länker smältning i Grönland till de förväntade effekterna av ett fenomen som kallas arktisk förstärkning.
Arktisk förstärkning är den snabbare uppvärmningen av Arktis jämfört med resten av den nordliga halvklotet när havsisen försvinner.
Det drivs av en återkopplingsslinga: stigande globala temperaturer smälter i ishavet, vilket ger ett mörkt öppet vatten som absorberar mer solstrålning, vilket i sin tur värmer Arktis ännu mer.
Arktisk förstärkning är väl dokumenterad, men dess effekter på atmosfären diskuteras mer omfattande.
En hypotes föreslår att krymptemperaturskillnaden mellan Arktis och mitten av breddgraderna kommer att leda till en bromsning av strålströmmen, som cirklar norra breddgraderna och normalt håller frigid polär luft skarpt separerad från varmare luft längre söderut.
Långsammare vindar kan skapa vildsvängningar av strålströmmen, vilket gör att varm, fuktig luft penetrerar längre norrut.
"Det är ett system. Det är starkt sammankopplat, och vi måste närma oss det som sådant. "
Den nya studien, som publiceras i Nature Communications, visar att de förväntade effekterna inträffade över norra Grönland under sommaren 2015, inklusive en nordlig svängning av strålströmmen som nått breddgrader som aldrig tidigare spelats in i Grönland vid den tiden av året.
"Våra resultat visar effekterna av en starkt uppvärmd arktisk och störd atmosfärisk strålström på att orsaka en rekordsmältning av de gröna isländernas nordligaste räcker förra sommaren", säger Edward Hanna, professor i geografiavdelningen vid Sheffields universitet .
"Studien är nära kopplad till pågående arbete som utförs vid University of Sheffield, som analyserar sambandet mellan arktiska klimatförändringar och extrema väderhändelser över de tätbefolkade norra halvklotets mittbredder."
Marco Tedesco, en forskningsprofessor vid Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory och adjungerad vetenskapsman vid NASA Goddard Institute for Space Studies är ledande författare av studien.
"Hur mycket och där Greenland smälter kan förändras beroende på hur saker förändras på andra håll på jorden", säger han.
"Om förlust av havsis driver förändringar i strålströmmen, förändras strålströmmen i Grönland, vilket i sin tur påverkar både det arktiska systemet och klimatet. Det är ett system. Det är starkt sammankopplat, och vi måste närma oss det som sådant. "
Grönlands is, jordens näst största efter Antarktis, rymmer nog is, som skulle öka den genomsnittliga globala havsnivån om ungefär sju meter (om 23-fötterna) om den skulle smälta helt. Att förstå drivkrafterna för smältning är avgörande för att förstå hur snabbt och hur mycket havsnivå kommer att stiga i framtiden och hur Grönlands sötvattenavrinning kommer att påverka havscirkulationen och ekologin.
Nordvästra Grönlands sommar smält började i juni 2015, när en högtryckskammare pressas ut från strålströmmen visar studien. Det flyttade västerut över Grönland tills det satt över Arktis och påverkat väder över ön till mitten av juli.
Det högtryckssystem, kallat en avskjutande höga, bröt upp klart och värmde norra Grönland, vilket hjälpte uppsättningsregister för yttemperatur och smältvattenavrinning i nordväst. Med mindre sommarsnow som faller och smälter pågår, minskade norrgröns albedo eller reflektivitet också.
En mindre reflekterande yta absorberar mer solenergi, som matas mer smältande, som Tedesco illustrerade i en studie tidigare i år på mörkningen av Grönland.
Kuslig vind och jetström
Norra Grönland satte också en ovanlig julirekord för vind-vindarna blåste öst till väst i genomsnitt snarare än vanligt väst till öst; bara två andra år på rekord visar östliga vindar i genomsnitt i juli, båda långsammare.
Samtidigt svängde strålens nordligaste åsna längre norrut än någonsin inspelad för den månaden och passerade 76 grader norr breddgrad, nästan två grader längre norrut än den föregående juli-posten, i 2009, skriver författarna.
Samma atmosfärsmönster hade en annan inverkan på södra Grönland, där nya smältrekord har fastställts under det senaste decenniet. Söder såg mer snö under sommaren av 2015 och mindre smält än tidigare år.
Författarna slutar inte bekräfta arktisk förstärkning som orsaken till uppvärmningen, men de säger att resultaten passar de förväntade effekterna av arktisk förstärkning som beskrivits av Jennifer Francis från Rutgers University och Stephan Vavrus vid University of Wisconsin i ett 2012-papper.
'Outforskat territorium'
Nyare studier som undersöker de potentiella effekterna av arktisk förstärkning visar att högtrycksblock kopplade till nordväxtspjällen i jetströmmen har blivit vanligare i närheten av Grönland.
Hanna släppte också en studie i maj med hjälp av grönlands blockeringsindex för att mäta styrkan hos stationära högtryckssystem under de senaste 165-åren och fann att sju av de bästa 11-systemen hade inträffat sedan 2007.
"Den betydande ökningen av den höga blockeringen i Grönland som har inträffat under de senaste 20-30-åren är tydligt relaterad till den senaste rekorduppvärmningen över regionen, liksom förändringar i jetströmmen, säger han.
"Det gör det mer sannolikt än inte att inom de kommande fem till 10-åren kommer vi att bevittna ytterligare rekord Greenland smälta händelser som i 2012 och 2015."
Huruvida de mönster som ses i 2015 kommer att fortsätta i framtiden återstår att se. I våren sätter arktisk havsis en ny rekordlåga för sin maximala utsträckning för året.
"Grönland upplevde också tidig säsongssmältning i början av april i år jämförbar med april 2012. Inspelningssmältning inträffade senare den sommaren, men det är för tidigt att berätta om detsamma kommer att vara sant i 2016, säger medarbetare Thomas Mote vid University of Georgia.
"De förhållanden vi såg tidigare är inte nödvändigtvis framtidsvillkoren. ... Vi går in i oskärmad territorium, säger Tedesco.
Andra medförfattare av papperet är från universitetet i Liege, stadskollegiet i New York och University of Leeds. NASA och National Science Foundation stödde arbetet.
källa: University of Sheffield
relaterade böcker
