Dr Ola Persson és más MOSAiC tudósok tudományos műszert állítottak fel a Jeges tenger középső részén. Hitel: Daisy Dunne a Carbon Briefért
A sarkvidéken jelenleg folyik a világ legnagyobb sarki kutatási expedíciója. Az egész éven át tartó expedíció, amely a sarkvidéki éghajlat tanulmányozására szolgáló multidiszciplináris sodródó obszervatórium néven ismert (Mozaik), 300 ország 19 kutatóját vonja be. A tengeri jégbe csapdába esett hajóból a tudósok méréseket végeznek, amelyek hozzájárulhatnak az éghajlati modellek átalakításához. Carbon Brief tudományos írója Daisy Dunne 2019 őszén csatlakozott az expedícióhoz az első hat hétre. Ez a harmadik a MOSAiC expedícióra összpontosító négy cikkből.
Az északi pólus közelében haladó hajók esetében néhány esemény nagyobb kockázatot jelent, mint egy sarkvidéki vihar.
A sarkvidéki viharok rendkívül nagy szelet szabadíthatnak fel, amely felforgatja az óceánt, ami több méteres duzzadást okozhat. Ez nemcsak a tengerészek életét teszi elviselhetetlenné a tengerészek számára, hanem az Északi-sarkvidéken - és annak jéghegyein - történő hajózást is kihívást jelent.
Az erős szél a tengeri jégen is átszakadhat, aminek következtében széteshet és különböző irányokba mozdulhat el. Egyre növekvő kutatási terület azt sugallja, hogy a viharos szélnek a tengeri jégre gyakorolt hatása nagyobb lehet, mint azt korábban gondolták - és potenciálisan jelentős lehet a jövő jégveszteségének előrejelzése szempontjából.
Új bizonyítékok is arra utalnak, hogy az sarkvidéki viharok befolyásolhatják a pólusoktól távol eső időjárást.
"A rövid válasz: van valami hatása a sarkvidéki ciklonok közép szélességére, de nem tudjuk, hogy milyen szabályszerűséggel történik" - mondja. Dr. Ola Persson, a Nemzeti Óceáni és Légköri Hatóság poláris meteorológusa (NOAA).
Persson egyike annak a 600 embernek, aki részt vesz a MOSAiC-ben, a legnagyobb sarkvidéki kutatási expedíción, amelyet valaha megkíséreltek. (Carbon Brief) nemrég csatlakozott az expedíció első hat hetében.)
Az expedíció részeként Persson és kollégái eszközkészlettel állították össze az sarkvidéki viharok különböző szempontjait - a szél sebességétől a tengeri jégre gyakorolt hatás mértékéig.
Az ilyen adatok összegyűjtése segíthet a sarkvidéki viharokkal kapcsolatos kulcskérdések megválaszolásában, például az, hogy ezek miként befolyásolhatják a hosszú távú jég- és éghajlati viszonyokat, és hogyan változhatnak, ha egyáltalán, az éghajlatváltozás hatására.
Sodrott
Az északi-sarki viharok ”- más néven sarkvidéki vagy sarki ciklonok - alacsony nyomású rendszerek, amelyek hatással vannak a Jeges-tengerre és annak közeli szárazföldi tömegére, beleértve Grönlandot, Kanada északi részét és Eurázsia északi részét. Egy sarkvidéki viharban a levegő az óramutató járásával ellentétes irányba forog.
Az alábbi animáció a sarkvidéki viharok mozgását mutatja az északi sarkvidéken 2012-ben - a rekord alacsony év a tengeri jég számára. Az animációban a felszíni szél mozgását a sebességnek megfelelően színezett kis nyilak ábrázolják.
A nyári viharok mozgása az Északi-sarkvidéken 2012-ben. Kredit: NASA / Goddard Űrrepülési Központ Tudományos Vizualizációs Stúdió
A sarki viharok kialakulhatnak mind a sarki régióban, mind azon kívül - mondja Persson. Néhányan úgy tűnik, hogy ciklonokként származnak, amelyek az alsó szélességről származnak és az Északi-sarkvidékre mennek. Úgy tűnik, hogy más sarkvidéki ciklonok fejlődnek az Északi-sarkvidéken. ”
Az Északi-sarkvidékből származó vihar akkor alakulhat ki, ha zavart okoz a „tropopauza"- a légkör azon része, amely határrétegként szolgál a troposzféra és a sztratoszféra között - mondja Persson. "Ezek a zavarok nagyon hosszú élettartamúak lehetnek, és ha a körülmények megfelelőek, úgy tűnik, hogy alacsony szintű ciklonokat idéznek elő."
A trópusi viharokhoz képest ( tájfunok or hurrikánok Persson szerint - attól függően, hogy hol vannak - megtalálható nagyon kevés kutatás az sarkvidéki viharokról.
Ez nagyrészt azért van, mert a szélességi szélességű viharokhoz képest az északi sarkvidéki ciklonok nagyon kevés embert érintnek. Azonban, gyors tengeri jég visszaesés megkönnyíti az Északi-sarkvidék navigálását az év hosszabb időszakaira. Ez viszont mindkettőben áldást adott kereskedelmi és a turista tevékenység az északi-sarkvidéken - sürgetőbbé válik az sarkvidéki viharok megértésének szükségessége.
Bizonyos bizonyítékok arra utalnak, hogy az éghajlatváltozás gyakoribbá teheti az sarkvidéki viharokat - mondja Jenny Hutchings prof, egy MOSAiC tudós és a tenger jégdinamikájának kutatója Oregon State University. "Úgy tűnik, hogy az északi sarkig megnőtt a ciklonaktivitás" - mondja Carbon Brief.
Persson szerint azonban az sarkvidéki viharokkal kapcsolatos történelmi adatok hiánya megnehezíti annak megállapítását, hogy van-e növekvő tendencia.
"Van néhány javaslat arra, hogy a sarkvidéki ciklonok most gyakoribbak lehetnek, de a probléma az, hogy nincs sok mérésünk korábban. Lehetséges, hogy a korábban megfigyelt alacsonyabb gyakoriság az az oka, hogy modelleink vagy a múltbeli rekonstrukciók nem eléggé teljesek. ”
Az sarkvidéki viharok másik aspektusa, amelyről a tudósok még nem kapnak világos képet a fizikai szerkezetükről, mondja Persson:
„Úgy tűnik, hogy az sarkvidéki ciklonok szerkezete eltér a szélességi szélességű ciklonoktól. Az elmúlt két-négy évben voltak olyan tanulmányok, amelyek azt sugallták, hogy függőleges felépítésük van hasonlóbb a hurrikánhoz mint egy középső szélességű vihar. ”
A MOSAiC expedíció során adatokat kíván gyűjteni az sarkvidéki viharok vertikális struktúrájáról. Az expedíció a Polarstern körül áll, egy német jégtörő körül, amelyet szándékosan fagyasztottak be a tengerjégbe. A hajó passzív módon sodródik a jéggel, miközben a következő év folyamán észak felé halad.
Térkép, amely bemutatja a Polarstern útvonalat Tromsótól való indulásától 20. szeptember 2019-án és északi 85 fok körül északi részén a Jeges tenger középső részén, ahol 6. október 2019-án jégtáblához kapcsolódik (piros). A nádfedeles nyíl azt a területet szemlélteti, amelyen a hajó áthúzódhat egy éves hosszú útján, amely a Fram-szoros közelében ér véget. Kredit: Tom Prater a Carbon Briefért
A sarkvidéki viharok szerkezetének tanulmányozásához Perssonnak és kollégáinak meg kell várniuk, hogy áthaladjanak a hajón. Ezután egy sor eszköz használatával gyűjtik a viharokkal kapcsolatos adatokat, ideértve az időjárási ballonokat is, amelyek a légköri hőmérséklet, nyomás, páratartalom és a szél változásait rögzítik. Speciális időjárási radarokat fognak használni, amelyek rádióhullámokat használnak a csapadék és a szélsebesség változásának észlelésére.
A műszercsoport méréseket fog végezni a vihar idején a légkör különböző magasságain. Ezen információk összegyűjtésével a kutatók remélik, hogy többet megtudnak a sarkvidéki viharok vertikális szerkezetéről.
A Juergen Graeser elindít egy időjárási ballont a Polarstern helikopter-fedélzetén. 22. szeptember 2019. Hitel: Horvath Esther
Feltörni a jeget
A sarkvidéki viharok szerkezetének vizsgálata mellett a MOSAiC kutatói megpróbálnak képet is kapni arról, hogy ezek miként befolyásolhatják a tengeri jég hatását. Persson szerint:
"Amit az emberek észrevettek az elmúlt években, az az, hogy amikor valóban nagy sarkvidéki ciklonunk van, a tengeri jég eltűnik."
Ennek drámai példája XNUMX - ban történt 2012, amikor az Északi-sarkot erőteljes, lassú vihar sújtotta augusztusban. A ciklon majdnem két hétig tartott, heves esőzést okozott 30mph szelek.
Ebben az évben a sarkvidéki tengeri jég elérte legalacsonyabb szint jegyzőkönyvbe. Lehetséges, hogy a vihar szerepet játszott a tengeri jég gyors visszaesésének vezetésében.
A tudósok feltételezték, hogy a vihar fokozta a jégveszteséget azáltal, hogy a jég széttöredezett, és ezáltal érzékenyebbé teszi az olvadást. A viharos szelek a jég melegebb vizekbe is nyomhattak, tovább fokozva az olvadást, mondják a kutatók.
Más kutatók azonban azt állították, hogy a vihar csak csekély szerepet játszott a rekord alacsony szintjén.
A tanulmány A 2013-ban megjelent, a vihar hatásait az éghajlati modellezés segítségével elemezte. A kutatók két szimulációs sorozatot hajtottak végre: az egyik a 2012-es sarkvidéki körülményeket tükrözi, beleértve az augusztusi viharot, és egy a 2012. évi vihar nélküli körülményeket.
A kutatás azt találta, hogy mindkét szimulációs készletben az sarkvidéki tengeri jég új rekordszintre esett. A viharot magában foglaló szimulációkban azonban a rekord mélypontot 10 nappal korábban állították elő, mint a vihar nélküli szimulációkban.
Az eredmények arra utalnak, hogy más tényezők voltak fontosabbak a 2012-ben megfigyelt rekord alacsony jégviszonyok szempontjából - mondták a kutatók. Például abban az évben a sarkvidéki nyári hőmérséklet az átlagosnál melegebb volt, és a jégtömeg nagyrésztelső év jég”- fiatal jég, amely hajlamosabb az olvadásra.
Az északi sarkvidéki tengeri jég mértékének változása az egy évnél rövidebb (világoskék) és a négy éves vagy annál idősebb (sötétkék) jéghez az idő múlásával. A mértéket ugyanazon a héten (október 22–28.) Mutatják 1985–2019-ig. Adatforrás: Országos Hó- és Jégadatok Központja. Diagram Carbon Brief segítségével a Highcharts segítségével
Miközben a tanulmány világossá tette a 2012-es ciklont, az sarkvidéki viharok valódi hatása a tengeri jégre nagyjából ismeretlen. "Csak egy nagy viharra néztünk" mondott tanulmány társszerzője Dr. Ron Lindsay, tól Washington Egyetem 2013-ban. "Ha meg akarjuk érteni, hogy a viharok hogyan befolyásolják a jövőben a jégtakarót, meg kell értenünk a viharok különböző körülmények által okozott hatásait."
A MOSAiC expedíció egyik kutatási célja az északi sarkvidéki viharoknak a tengerjégre gyakorolt hatásainak vizsgálata egész évben, széles körülmények között.
A MOSAiC fő jégtáborának környékén, egy 50 km-es körzetben a tudósok telepítve úszó kutatóállomások hálózata. Ezeken az állomásokon egy sor olyan eszköz található, amelyek a következő évre szinte folyamatos méréseket végeznek a légkörben, a tengeri jégben és az óceánban.
Ezen eszközök egyike, a óriási fém szánkó Persson és kollégái által felállított sarkvidéki viharok tanulmányozására fogják használni. A szánkót különféle berendezések borítják, amelyek mérik a légkör változásait.
Az elhaladó sarkvidéki viharok nyomon követésének legfontosabb darabja a „hangszélmérő” - a szánkó oldaláról kilógó eszköz, amely hanghullámok segítségével méri a szél sebességének és irányának változását.
Dr Ola Persson és munkatársa hangos anemométert csatlakoztatnak a Jeges-tenger középső részén található tudományos műszerhez. Hitel: Daisy Dunne a Carbon Briefért
A szán egy fejlett GPS-rendszerrel is rendelkezik, amely lehetővé teszi a kutatók számára, hogy valós időben nyomon kövessék a jégtáblák helyét.
Ezekkel a műszerekkel a kutatók azt tervezik, hogy figyelemmel kísérik a szél sebességét és erejét viharok idején - és azt, hogy ezek a szélek miatt a tengeri jég széthasad és különféle irányokba mozdul-e el.
"Remélhetőleg képesek leszünk feltérképezni a jég reakcióját egy ciklon alatt, és megnézhetjük, hogy a ciklonok által okozott erős szél okozza-e a jég eltérését" - mondja Hutchings.
A kutatás kockázatos. Egy különösen súlyos vihar miatt a tengeri jég feloszthat vagy teljesen széteshet, és a kutatók műszerei az óceánba eshetnek.
"Ez olyasmi, amit érdekes látni, mely jégtáblák élnek végül - és melyek nem" - mondja Dr. Thomas Krumpen, az AWI tengeri jégkutatója és a körutazás vezetője az Akademik Fedorov fedélzetén.
Az expedíció 2020 szeptemberének végéig elvégzett mérések remélhetőleg jobban felvilágosíthatják a sarkvidéki viharok jégtakaróra gyakorolt hatását.
Viharok futás közben
Az egyik ok, amiért a MOSAiC tudósai szeretnének adatokat gyűjteni az sarkvidéki viharokról, az, hogy bizonyos bizonyítékok arra utalnak, hogy ezek befolyásolhatják a pólusoktól távol eső éghajlati viszonyokat.
Ennek oka az, hogy bizonyos körülmények között úgy tűnik, hogy az sarkvidéki időjárás elkerülheti a sarki térséget és eljuthat a középső szélességre - mondja Persson.
Erre példa 2019 elején történt, amikor az Egyesült Államok és Kanada egyes részeit egy csapás sújtotta extrém hideg pillanat amely hőmérséklete zuhanni kezdett -17C és az alatt.
Egy férfi kihúzza reggel egy piros Chevrolet autót a parkolóból a hóból. Toronto, Kanada. 29. január 2019. Hitel: Torontoni / Alamy Stock Fotó
Bár a a tudomány még nem biztos, úgy tűnik, hogy az Északi-sarkvidéki viharok elmozdulhatnak az Északi-sarkvidékről és a közép-szélességi fokokra, ha zavart okoznak a „sztratoszférikus poláris örvény”- alacsony nyomású időjárási rendszer, amely körülbelül 50 km-re fekszik az Északi-sark felett.
Zavar esetén a sarki örvény meggyengülhet - lehetővé téve, hogy a hideg időjárás, amelyet általában tartalmaz, a közepes szélességi fokokra ömlik. "[Ez] sok hűvös levegőt hoz, és sok vihart és havazást gerjeszt" - mondja Persson.
Az alábbi ábra azt szemlélteti, hogy a gyengült sarki örvény hogyan engedheti meg a hideg sarkvidéki időjárás menekülését az északi pólusról.
A tudomány a sarki örvény mögött. Hitel: NOAA
Noha a közép szélességi fokon az utóbbi években számos figyelemre méltó hidegcsípés történt, még nem világos, hogy az ilyen események valószínűbbé válnak - mondja Persson.
A sarkvidéki viharoknak a MOSAiC folyamán történő gyűjtésével kapcsolatos adatok gyűjtésével reméli, hogy jobban megérti azt, hogy milyen gyakran mennek ki az Északi-sarkvidékről. "A rövid válasz: van valami hatása a sarkvidéki ciklonok szélességi szélességére, de nem tudjuk, hogy milyen szabályszerűséggel történik."
A szerzőről
Daisy Dunne volt az öt újságíró közül, akiket a MOSAiC-ről készítettek. A Tromsoból való távozása után felmerült költségeket az expedíciót megrendező Alfred Wegener Intézet fedezte.
Ez a cikk eredetileg megjelent Carbon Brief
Kapcsolódó könyvek
Klímaváltozás: amit mindenkinek tudnia kell
írta: Joseph Romm
Az alapvető eleme annak, ami korunk meghatározó kérdése lesz, Klímaváltozás: Amit mindenkinek tudnia kell® egyértelmű áttekintés a felmelegedő bolygónk tudományáról, konfliktusairól és következményeiről. Joseph Romm-tól, a National Geographic vezető tudományos tanácsadójától Életvesztés évei sorozat és a Rolling Stone egyik "100 emberei, akik megváltoztatják Amerikát" Éghajlatváltozási felhasználóbarát, tudományosan szigorú válaszokat kínál a legnehezebb (és általában politizált) kérdésekre, amelyek körülveszik azt a kérdést, amelyet Lonnie Thompson klimatológus "egyértelmű és jelenlegi veszélynek tart a civilizáció számára". Elérhető az Amazonon
Klímaváltozás: A globális felmelegedés tudománya és az energia jövőnk második kiadása
Jason Smerdon
Ez a második kiadás Éghajlatváltozási egy elérhető és átfogó útmutató a globális felmelegedés mögött álló tudományhoz. Kiválóan szemléltetett szöveg a hallgatók felé irányul, különféle szinteken. Edmond A. Mathez és Jason E. Smerdon átfogó, informatív bevezetést nyújt a tudományhoz, amely alátámasztja az éghajlati rendszer megértését és az emberi tevékenységnek a bolygónk felmelegedésére gyakorolt hatásait.Mathez és Smerdon leírják a légkör és az óceán szerepeit. játszani az éghajlatban, bevezetni a sugárzás egyensúlyának fogalmát, és elmagyarázni a múltban bekövetkezett éghajlati változásokat. Bemutatják továbbá az éghajlatot befolyásoló emberi tevékenységeket, például az üvegházhatású gázok és az aeroszolok kibocsátását és az erdőirtást, valamint a természeti jelenségek hatásait. Elérhető az Amazonon
Az éghajlatváltozás tudománya: gyakorlati út
írta: Blair Lee, Alina Bachmann
Az éghajlatváltozás tudománya: A gyakorlati tanfolyam szöveget és tizennyolc gyakorlati tevékenységet használ magyarázza és tanítja a globális felmelegedés és az éghajlatváltozás tudományát, az emberek felelősségvállalását, és mit lehet tenni a globális felmelegedés és az éghajlatváltozás ütemének lelassításához vagy megállításához. Ez a könyv egy teljes, átfogó útmutató egy alapvető környezetvédelmi témához. A könyvben tárgyalt témák között szerepel: hogyan mozgatják a molekulák az energiát a nap felől a légkör felmelegedésére, üvegházhatású gázok, üvegházhatás, globális felmelegedés, az ipari forradalom, az égési reakció, a visszacsatolási ciklusok, az időjárás és az éghajlat közötti kapcsolat, az éghajlatváltozás, szén-dioxid-elnyelők, kihalás, szén-dioxid-lábnyom, újrahasznosítás és alternatív energia. Elérhető az Amazonon
A kiadótól:
Az Amazon vásárlásai fedezik az Ön költségeit InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, és a ClimateImpactNews.com ingyenesen és hirdető nélkül, amely nyomon követi az Ön böngészési szokásait. Még akkor is, ha rákattint egy linkre, de nem vásárolja meg ezeket a kiválasztott termékeket, bármi más, amit ugyanazon az Amazon látogatáskor vásárolt meg, kis jutalékot fizet nekünk. Nincsenek többletköltségek, ezért kérjük, járuljon hozzá az erőfeszítéshez. Te is használja ezt a linket bármikor felhasználhatja az Amazon-ra, így segítheti erőfeszítéseink támogatását.
