Weersystemen die verantwoordelijk zijn voor het transporteren van vocht van de tropen naar gematigde streken op het zuidelijk halfrond zijn de afgelopen 40 jaar geleidelijk verschoven naar de zuidpool, een trend die zou kunnen leiden tot verhoogde ijssmeltsnelheden op Antarctica, volgens nieuw onderzoek.

Atmosferische rivieren zijn lang, smalle luchtstralen die enorme hoeveelheden waterdamp van de tropen naar de continenten en poolgebieden van de aarde vervoeren. De nieuwe studie vindt dat atmosferische rivieren op het zuidelijk halfrond verschuiven, deels als gevolg van de aantasting van de ozonlaag, uitstoot van broeikasgassen en natuurlijke variaties in de temperatuur van het zeeoppervlak.

Deze verschuiving van atmosferische rivieren kan invloed hebben op vocht en warmte die naar Antarctica worden getransporteerd, zei Weiming Ma, een atmosferische wetenschapper aan de UCLA en hoofdauteur van de nieuwe studie gepubliceerd in het AGU-tijdschrift Geofysische onderzoeksbrieven , die high-impact publiceert, korte rapporten met onmiddellijke implicaties voor alle aard- en ruimtewetenschappen.

"De belangrijkste implicatie van onze bevinding is dat als gevolg van deze verschuiving, meer atmosferische rivieren zullen naar verwachting aan land komen boven Antarctica, die gevolgen zullen hebben voor het omringende zee-ijs en de gletsjers op het continent, ' zei mama.

Een rivier uit dunne lucht

Atmosferische rivieren ontstaan ​​als ze warm zijn, turbulente lucht uit de tropen ontmoet koude fronten in regio's op de middelste breedtegraden. De smalle band tussen deze twee concurrerende luchtmassa's wordt dikker met gecondenseerde waterdamp naarmate de temperatuur daalt in het gebied van verzadigde lucht.

Soms met een lengte van duizenden kilometers, deze wolkensystemen kunnen in sommige regio's tot 60% van de jaarlijkse neerslag bijdragen, zoals Californië, Chili en West-Europa.

Vroeger, wetenschappers hebben simulaties gebruikt om het toekomstige optreden van atmosferische rivieren boven West-Europa te voorspellen, waaruit blijkt dat deze weerpatronen waarschijnlijk vaker zullen voorkomen in een opwarmend klimaat. Echter, omdat hun richting en beweging voor een groot deel worden bepaald door de jetstreams van de aarde, en aangezien de westelijke jet naar verwachting zal verschuiven naar de Noordpool in toekomstige klimaatmodellen, onderzoekers voorspellen dat atmosferische rivieren zich waarschijnlijk ook naar de polen zullen verplaatsen.

Maar de nieuwe studie wees uit dat atmosferische rivieren op het zuidelijk halfrond deze trend al volgen, gedurende ten minste de laatste vier decennia gestaag naar de Zuidpool kruipen. Met behulp van simulaties op basis van meerdere modellen en datasets die teruggaan tot 1979, de onderzoekers zochten naar brede trends en mogelijke mechanismen die waargenomen patronen zouden kunnen verklaren.

Een bewolkte vooruitzichten

Volgens de modelresultaten van de nieuwe studie, ten minste een deel van de waargenomen trend kan worden verklaard door de toename van de uitstoot van broeikasgassen en de aantasting van de ozonlaag boven Antarctica en hun overeenkomstige effect op de temperatuurgradiënten tussen de evenaar en de Zuidpool; echter, de verschuiving lijkt ook te worden aangedreven door natuurlijke, veranderingen op lange termijn in de temperatuur van het zeeoppervlak.

"We hebben bewijs gevonden voor afkoeling boven de equatoriale Stille en de Zuidelijke Oceaan, die wordt veroorzaakt door een patroon dat de inter-decadale Pacific Oscillation wordt genoemd, " zei Ma. "Dit is een natuurlijk patroon dat zich over meerdere decennia afspeelt en niet wordt aangedreven door menselijke activiteit."

Deze koelere patronen in de temperatuur van het zeeoppervlak trekken de westelijke straalstroom verder naar het zuiden, atmosferische rivieren met zich mee duwen. Het is niet precies duidelijk hoe dit de regen- en sneeuwvalpatronen in Zuid-Amerika kan beïnvloeden. maar het lijkt waarschijnlijk dat delen van Antarctica hierdoor sneller smelten, volgens de onderzoekers.

"Globale verandering van de zeespiegel hangt in grote mate af van het lot van de Antarctische ijskap, en dat ijs wordt beïnvloed door hoeveel atmosferische rivieren Antarctica raken en hoe sterk ze zijn, " zei Marty Ralph, de directeur van het Center for Western Weather and Water Extremes bij de Scripps Institution of Oceanography, die niet betrokken was bij de nieuwe studie.

Terwijl atmosferische rivieren boven Oost-Antarctica in sommige jaren in verband zijn gebracht met verhoogde sneeuwophoping, ze lijken het tegenovergestelde effect te hebben aan de andere kant van het continent. Volgens onderzoek gepubliceerd in 2019 dat een vergelijkbare dataset gebruikte, gemiddeld slechts 12 atmosferische rivieren per jaar banen zich een weg door het westelijke deel van Antarctica, toch dragen ze tot 40% bij aan het smelten van ijs in de zomer in sommige gebieden en lijken ze verantwoordelijk te zijn voor het grootste deel van het smelten van ijs in de winter en in hooggelegen gletsjers.

Grote ijssmelten op West-Antarctica zijn nog vrij zeldzaam, komt slechts een paar keer per decennium voor. Echter, wetenschappers waarschuwen dat stijgende temperaturen als gevolg van de opwarming van de aarde en het verschuivende voorkomen van atmosferische rivieren op het zuidelijk halfrond waarschijnlijk de frequentie en ernst van die smeltende gebeurtenissen in de nabije toekomst zullen doen toenemen.