In de diepten van de lange nacht die de Noordpool elke winter drie maanden lang in ijskoude duisternis hult, een verrassend stukje open water verscheen, net ten noorden van Groenland.

Het was een polynya - een gebied van niet-bevroren water omringd door het poolijs. Hoewel niet bijzonder zeldzaam in sommige delen van het noordpoolgebied, de Noord-Groenlandse Polynya van februari 2018 was het meest onverwacht. 50, 000 km² open water in de Wandelzee, een gebied ter grootte van de staat Kentucky of de provincie Nova Scotia.

De Wandel maakt deel uit van een regio die bekend staat als het "laatste ijsgebied". Het grenst aan het noorden van Groenland en de Arctische archipel van Canada, en zee-ijs zal daar naar verwachting langer aanhouden dan waar dan ook. Nog in de jaren tachtig, zijn ijslaag was dikker dan een olifant lang is. Vandaag, het is ongeveer de helft.

Was deze ongewone polynya weer een voorbode van klimaatverandering?

Dat was de eerste hypothese van een team onder leiding van Kent Moore en Axel Schweiger. Polynyas was nog niet eerder in de regio waargenomen, en de temperaturen in Noord-Groenland waren verrassend warm, tot 30°C boven het gemiddelde.

Maar als Moore, een University of Toronto-Mississauga hoogleraar atmosferische fysica, dieper gegraven met zijn collega's van het Polar Science Center van de Universiteit van Washington, kwam er een alternatieve verklaring.

In hun krant Wat veroorzaakte de opmerkelijke Groenland Polynya van februari 2018?, Moor, Schweiger, Jinlun Zhang en Mike Steele identificeren de oorzaak van de polynya als sterke oppervlaktewinden die worden gekatalyseerd door een dramatische opwarming in de bovenste atmosfeer van de aarde, bekend als een plotselinge opwarming van de stratosferen.

"Tijdens deze evenementen temperaturen in de stratosfeer - ongeveer 30 km boven het maaiveld - kunnen in slechts een paar dagen met 10° of 15°C opwarmen, ' zegt Moor.

"Dit veroorzaakt een verandering in de luchtcirculatie die een omkering van de wind in de stratosfeer omvat. Deze winden op grote hoogte blazen tegen de west-naar-oost richting van de straalstroom, afdalen naar het aardoppervlak. In februari 2018, dit zorgde ervoor dat winden uit Siberië koude lucht naar Noord-Europa bliezen, het creëren van een weersysteem dat bekend werd als het 'Beest uit het Oosten'. Het bracht temperaturen van min 20°C naar Noord-Europa, en hetzelfde weerpatroon verplaatste warmere lucht naar het noorden langs de oostkust van Groenland."

Sterke zuidenwind dreef milde lucht naar Groenland en verder, maar het was niet hun warmte die de polynya veroorzaakte.

"De meeste Arctische opwarmingen duren een dag of twee, "zegt Moore. "Dit duurde een week, en dit waren de warmste temperaturen en sterkste winden die zijn waargenomen in Noord-Groenland sinds de waarnemingen in de jaren zestig begonnen. De wind was bijna orkaankracht (93+km/u) en de temperaturen waren boven het vriespunt. Toen we dat stukje van de puzzel eenmaal hadden, we realiseerden ons dat het misschien meer wind dan warmte was die de polynya veroorzaakte."

Hoewel de omvang van de polynya ongekend was in de periode dat we goede gegevens hebben, het lijkt niet verband te houden met het dunner worden van het pakijs dat in dezelfde periode heeft plaatsgevonden. Simulaties met het Pan-Arctic Ocean Modeling and Assimilation System (PIOMAS) van de Universiteit van Washington geven aan dat vergelijkbare omstandigheden een polynya zouden hebben gecreëerd, zelfs zonder het recente dunner worden van het ijs ten noorden van Groenland.

Met behulp van PIOMAS, het team kraakte de weersomstandigheden en ijsconcentratiegegevens van 2018 om de polynya numeriek te simuleren. Vervolgens, historische gegevens gebruiken, ze simuleerden de weersomstandigheden van 2018 op de ijspakken uit het verleden.

Hun bevindingen:vergelijkbare windsnelheden zouden de polynya hebben veroorzaakt, zelfs in jaren met dikker ijs, terwijl zwakkere winden niet zouden hebben geleid tot de Noord-Groenlandse Polynya van 2018, ondanks dunner ijs.

"Vroeger stelden we hypothetisch de vraag:wat zou er zijn gebeurd als het ijs zo dik was geweest als in 1979, ", zegt Schweiger.

"Nutsvoorzieningen, wij simuleren het. Het antwoord was dat het dunner worden van het ijs niet veel uitmaakte, maar harde wind waren verantwoordelijk."

Een lange tijd zee-ijsonderzoeker, Schweiger was verrast. Hij dacht dat dunner wordend ijs de beslissende factor zou zijn.

"Maar toen we beter keken, het was niet. Je intuïtie je hypothese laten leiden, je dan van het tegendeel laten overtuigen... dat is wetenschap."