science >> Wetenschap >  >> Natuur

Les uit de voorspelling van Arctisch zee-ijs in 2020:voorspelling van sub-seizoen tot seizoen blijft een uitdaging

Arctic Melt Pond in het zuidoosten van Alaska op 16 juli 2014. Credit:foto met dank aan het MABEL-team; Percelen van Ke Wei

Als indicator en versterker van de wereldwijde klimaatverandering, de gezondheid en stabiliteit van het noordpoolgebied is de hoeksteen van de stabiliteit van ons klimaatsysteem. Het heeft verstrekkende gevolgen voor ecosystemen, veerkrachtige kustgebieden en menselijke nederzettingen op de middelste en hoge breedtegraden.

Het noordpoolgebied heeft de afgelopen decennia een versterkte opwarming en een uitgebreide terugtrekking van het zee-ijs meegemaakt. Op 15 september 2020, de Arctische zee-ijsomvang (SIE) bereikte zijn jaarlijkse minimum, die, op basis van gegevens van het National Snow and Ice Data Center, was ongeveer 3,74 miljoen km 2 (1,44 miljoen vierkante mijl). Deze waarde was ongeveer 40% lager dan het klimaatgemiddelde (~6,27 miljoen km 2 ) in de periode 1980-2010. Het was de tweede alleen voor het laagterecord (3,34 miljoen km 2 ) ingesteld op 16 september 2012, maar aanzienlijk kleiner dan de vorige op een na laagste (4,145 miljoen km 2 , vastgesteld op 7 september 2016) en de op twee na laagste (4,147 miljoen km 2 , ingesteld op 14 september 2007) waarden, waardoor 2020 het op een na laagste SIE-jaar van het satelliettijdperk is (42 jaar aan gegevens).

in 2020, in totaal hebben 39 instellingen en organisaties wereldwijd hun Sea Ice Outlook van de pan-Arctic September SIE ingediend. Van de SIO van juni tot augustus, de mediaan van alle voorspellingen bleef vrij stabiel (4,33 miljoen km 2 in juni, 4,36 miljoen km 2 in juli, en 4,3 miljoen km 2 in augustus), die veel hoger waren dan de waargenomen waarde van 3,92 miljoen km 2 . Dit geeft aan dat de meeste voorspellingssystemen de dekking van zee-ijs in september 2020 hebben overschat.

Nauwkeurige voorspelling van Arctic SIE is nog steeds een wereldwijd probleem. Onlangs, een commentaar gepubliceerd in Atmosferische en oceanische wetenschapsbrieven de voorspellingen van 2009 tot 2020 samengevat, en ontdekte dat de waargenomen waarden van de meeste jaren (8 van de 12) buiten het voorspelde interkwartielbereik van dynamische modellen vielen, wat aangeeft dat het nog steeds een grote uitdaging is om de Arctische SIE nauwkeurig te voorspellen op subseasonal-to-seasonal (S2S) tijdschalen, vooral in extreme jaren.

"Arctische zee-ijsstudies vereisen een verbeterd vermogen om nauwkeurigere voorspellingen te doen en een beter begrip te krijgen van de fysica van zee-ijsprocessen, " zegt prof. Wei, auteur van dit commentaar.

In de volgende stap, meer inspanningen moeten worden geleverd om zee-ijs te assimileren, atmosferische en oceanische waarnemingen om een ​​bekwame initialisatie te genereren. In de tussentijd, zee-ijsvoorspelling is afhankelijk van een bekwaam atmosferisch model om een ​​atmosferische voorspelling van hoge kwaliteit te produceren. Eindelijk, S2S-systemen moeten in staat zijn om veranderingen in de eigenschappen van zee-ijs als gevolg van de opwarming van de aarde vast te leggen, die jonger en dunner zee-ijs produceert, samen met meer smeltvijvers. Dus, er is behoefte aan verbeterde beschrijvingen van zee-ijsprocessen in zee-ijsmodelcomponenten van voorspellingssystemen.

De opwarming van de aarde duwt het noordpoolgebied naar een gevaarlijk kantelpunt waarin domino-achtige onomkeerbare processen kunnen worden geactiveerd. Daarom, het is essentieel om betere Arctische zee-ijsvoorspellingssystemen te ontwikkelen die als navigatielichten dienen om ons door dit onbekende toekomstige klimaat te leiden.