In de afgelopen 40 jaar is een snelle krimp van het Arctische zee-ijs een van de belangrijkste indicatoren van klimaatverandering geweest. De hoeveelheid zee-ijs die de Arctische zomer overleeft, is sinds het einde van de jaren zeventig met 13% per decennium afgenomen en prognoses tonen aan dat de regio in 2040 zijn eerste ijsvrije zomer zou kunnen beleven.

Dit snelle smelten is niet alleen storend voor omliggende kuststeden en kleine eilandstaten; het kan ook een blijvende impact hebben op wereldwijde weerpatronen, volgens een nieuw artikel van een onderzoeker van de Universiteit van Albany.

In een nieuwe Nature Communications paper, hebben onderzoekers onthuld dat de omvang en het patroon van het verlies van Arctisch zee-ijs El Niño rechtstreeks kan beïnvloeden. Verder, naarmate het noordpoolgebied seizoensgebonden ijsvrij wordt, neemt de frequentie van sterke El Niño-gebeurtenissen aanzienlijk toe.

El Niño is een complex weerpatroon dat optreedt wanneer het oppervlaktewater in de centrale en oostelijke Stille Oceaan warmer wordt dan gemiddeld en de oostenwind zwakker waait dan normaal. De gebeurtenissen, die doorgaans om de paar jaar plaatsvinden, kunnen over de hele wereld ongebruikelijke en soms gevaarlijke weersomstandigheden veroorzaken, waaronder droogtes, overstromingen en zware stormen.

Voorafgaand aan deze studie was er weinig bekend over de vraag of afnemend Arctisch zee-ijs sterke El Niño-gebeurtenissen kan beïnvloeden, volgens de hoofdauteur Jiping Liu, een universitair hoofddocent aan de afdeling Atmosferische en Milieuwetenschappen van UAlbany in het College of Arts and Sciences.

"El Niño is een belangrijk klimaatfenomeen, erkend als een aanjager van klimaatvariabiliteit die verantwoordelijk is voor grote en diverse maatschappelijke effecten," zei Liu. "Onze studie stelt voor de eerste keer vast dat een groot verlies aan Arctisch zee-ijs de wereldwijde klimaatextremen rechtstreeks beïnvloedt, waaronder een toename van de frequentie van sterke El Niño-gebeurtenissen."

Zee-ijs modelleren

Liu en collega's voerden een reeks simulaties van tijdschijfmodellen uit die waren gebaseerd op variabelen in de atmosfeer, het land, de oceaan en het zee-ijs om de invloed van het verlies van Arctisch zee-ijs op El Niño-gebeurtenissen te bepalen.

Voordat ze de simulaties uitvoerden, hebben ze de Arctische zee-ijsbedekking direct vastgesteld gedurende drie tijdsperioden:1980-99, 2020-2039 en 2080-99. De simulaties zijn gegenereerd met behulp van het Community Climate System Model van het National Center for Atmospheric Research, een wereldwijd klimaatmodel dat ultramoderne computersimulaties biedt van de vroegere, huidige en toekomstige klimaattoestanden van de aarde.

Door de simulaties te vergelijken, vonden de onderzoekers geen significante verandering in het optreden van sterke El Niño-gebeurtenissen als reactie op matig Arctisch zee-ijsverlies, wat consistent is met satellietwaarnemingen tot nu toe. Naarmate het ijsverlies echter voortduurt en het noordpoolgebied seizoensgebonden ijsvrij wordt, neemt de frequentie van sterke El Niño-gebeurtenissen met meer dan een derde toe.

"Na tientallen jaren van onderzoek is er algemene, zij het niet universele, overeenstemming dat de frequentie van El Niño-gebeurtenissen, vooral extreem sterke El Niño-gebeurtenissen, zal toenemen onder de opwarming van de aarde," zei Liu. "Aangezien het Arctische zee-ijs naar verwachting dramatisch zal blijven afnemen, was het belangrijk om te beoordelen of de verwachte toename van sterke El Niño direct verband kan houden."

Om de rol van het verlies van Arctisch zee-ijs en de uitstoot van broeikasgassen te scheiden, voerden de onderzoekers een aanvullend experiment uit waarin de Arctische zee-ijsbedekking werd vastgesteld op basis van de historische simulaties, maar het kooldioxidegehalte met 1% verhoogde gedurende 100 jaar vanaf het niveau in het jaar 2000. Ze concluderen dat ten minste 37-48% van de toename van sterke El Niño-gebeurtenissen tegen het einde van de 21e eeuw specifiek verband zou houden met het verlies van zee-ijs in het Noordpoolgebied.

"Het wordt steeds duidelijker dat klimaatmodellen het afnemende Arctische zee-ijs realistisch moeten simuleren om de El Niño-variabiliteit correct te simuleren," zei Liu.

Klimaatverandering in het noordpoolgebied

Liu's laatste onderzoek draagt ​​bij aan zijn substantiële bijdragen aan het begrijpen van de variabiliteit van zee-ijs en zijn rol in de mondiale klimaatdynamiek.

In 2016 publiceerde hij een studie in deJournal of Climate die liet zien hoe het smelten van het Arctische zee-ijs een onderliggende oorzaak is van de krimp van de Groenlandse ijskap die de afgelopen decennia is waargenomen. Hij was ook de hoofdauteur van een studie uit 2019 die tot doel had de voorspelling van het Arctische zee-ijs te verbeteren, op dagelijkse tot seizoensgebonden tijdschalen, met behulp van multivariate gegevensassimilatie.

Naast Liu werken onder meer Mirong Song en Zhu Zhu van de Chinese Academie van Wetenschappen, Radley Horton van Columbia University, Yongyun Hu van Peking University en Shang-Ping Xie van de University of California San Diego. + Verder verkennen

Simulaties verklaren de langzamere zomeropwarming van Groenland