Lange poolnachten, ijsberen, temperaturen onder het vriespunt dalen tot -45C. Dit is waar de 600 experts die deelnemen aan de MOSAic-expeditie - de grootste die ooit in het hart van de Noordelijke IJszee is uitgevoerd - worden geconfronteerd.

Van september van dit jaar tot september 2020, de groep wetenschappers zal leven op een ijsbreker die zal drijven, een jaar lang de beweging van het ijs volgen.

Mozaïek, wat staat voor Multidisciplinair drifting Observatory for the Study of Arctic Climate, is het resultaat van een inspanning van een internationaal consortium van poolonderzoeksinstellingen. Het heeft een budget van ruim 120 miljoen euro ($ 175 miljoen dollar).

Het hoofddoel van deze wetenschappelijke odyssee is het bestuderen van het Arctische klimaatsysteem:de hele atmosfeer, oceaan, zee-ijs en biosfeer, evenals hun interacties.

Het Arctische klimaatsysteem is bijzonder gevoelig voor klimaatverandering. De manier waarop het reageert is complex en heeft een aanzienlijke impact op de rest van de wereld.

Het noordpoolgebied warmt sneller op

Het vijfde beoordelingsrapport van het Intergouvernementeel Panel inzake klimaatverandering (IPCC) geeft een gedetailleerd en betrouwbaar overzicht van de toestand van het klimaat. Het rapport concludeerde dat het noordpoolgebied sinds het midden van de 20e eeuw aanzienlijk is opgewarmd, en dat mensen hebben bijgedragen aan de opwarming. Tussen 1972 en 2012 de gemiddelde jaarlijkse omvang van het zee-ijs in het Noordpoolgebied nam af met een snelheid van 3,5 tot 4,1 procent per decennium. Ook de massa van de Groenlandse ijskap is de afgelopen decennia afgenomen.

Recenter, uit het NOAA-jaarverslag over het noordpoolgebied bleek dat in 2018 de stijging van de temperatuur nabij het oppervlak in het noordpoolgebied nog steeds twee keer zo hoog was als het mondiale tempo. In deze context van de opwarming van de aarde, extreme weersomstandigheden, zoals het record eendaagse ijssmelt in de ijskap van Groenland, zullen naar verwachting vaker voorkomen.

Het feit dat de opwarming in het noordpoolgebied intenser is dan de opwarming van de aarde, staat bekend als 'arctische versterking'. Dit fenomeen is het resultaat van vele onderling afhankelijke fysieke processen die plaatsvinden in het noordpoolgebied.

Een van deze processen is albedo-feedback. Albedo verwijst naar het vermogen van een oppervlak om de energie van de zon te reflecteren. Als voorbeeld uit het dagelijks leven, uit ervaring weten we dat asfalt vooral in de zomer heet wordt. Dit komt doordat het weinig van de zonne-energie weerkaatst. Om het fenomeen stedelijke hitte-eilanden in sommige steden tegen te gaan, reflecterende daken worden gebouwd.

In het Noordpoolgebied, als de temperatuur nabij het oppervlak stijgt, sneeuw en ijs zullen sneller smelten en omdat de onderliggende grond en oceaan veel minder zonne-energie reflecteren, de temperatuur zal toenemen. Enzovoort.

Klimaatmodellen verfijnen

Om de evolutie van het klimaat in de tijd te bestuderen, de wetenschappelijke gemeenschap heeft klimaatmodellen ontwikkeld. Deze modellen zijn samengesteld uit een reeks modules, die elk een onderdeel van het klimaatsysteem vertegenwoordigen (atmosfeer, oceaan, enzovoort.).

Laten we de sfeer als voorbeeld nemen. Om een ​​model van de atmosfeer te ontwikkelen, het is eerst nodig om de natuurkundige wetten te kennen die de evolutie ervan beheersen. Deze wetten worden weergegeven door een reeks vergelijkingen. Als de atmosfeer is verdeeld in een groot aantal kleine blokjes, deze vergelijkingen kunnen in elke kubus worden toegepast om veranderingen in temperatuur te verkrijgen, wind en andere atmosferische variabelen. Hierdoor ontstaat een 3D-beeld van de atmosfeer op verschillende tijdstippen.

Een van de belangrijkste uitdagingen voor de ontwikkeling van klimaatmodellen is dat sommige modelparameters moeten worden aangepast om fysieke processen goed weer te geven, zoals wolkenvorming. Deze aanpassing vereist de beschikbaarheid van waarnemingen die ons in staat stellen deze processen beter te begrijpen.

Het belang van observatiegegevens

Polaire satellieten, die de aarde omcirkelen langs een noord-zuidbaan, kan observaties van het noordpoolgebied bieden met een goede horizontale resolutie - veel detail horizontaal. Echter, de tijd die verstrijkt tussen waarnemingen vanaf dezelfde locatie is te lang.

"Conventionele" waarnemingen, die voornamelijk worden geleverd door oppervlakteweerstations, schepen en vliegtuigen, zijn daarom essentieel om processen zoals wolkenvorming in het noordpoolgebied beter te begrijpen. Helaas, aangezien het noordpoolgebied geïsoleerd is, er zijn weinig van dergelijke waarnemingen beschikbaar in deze regio.

Dit is waar MOSAiC om de hoek komt kijken. Deze expeditie zal observatiegegevens opleveren over fysieke grootheden zoals temperatuur en vochtigheid. Deze gegevens zullen bijdragen aan het verbeteren van de prestaties van klimaatmodellen, wat resulteert in meer realistische projecties van klimaatverandering. In aanvulling, het succes van deze expeditie zou de basis kunnen leggen voor nog ambitieuzere meetcampagnes in het noordpoolgebied.

Maar MOSAiC is meer dan alleen een zaak van wetenschappers. Over de hele wereld, hoogleraren en studenten worden niet alleen uitgenodigd om hun vragen te stellen aan wetenschappers aan de rand van MOSAiC, maar ook om experimenten voor te stellen. Het is een manier om zoveel mogelijk mensen duidelijk te maken dat het noordpoolgebied een zaak van iedereen is.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.