Die arktischen Temperaturen steigen viermal schneller als die globale Erwärmung

Eine neue Analyse der beobachteten Temperaturen zeigt, dass sich die Arktis mehr als viermal schneller erwärmt als die Rate der globalen Erwärmung. Der Trend ist in den letzten 50 Jahren zweimal steil nach oben gegangen, ein Ergebnis, das von allen bis auf vier von 39 Klimamodellen übersehen wurde.

„Dreißig Jahre gelten als das Minimum, um den Klimawandel darzustellen“, sagte Petr Chylek, Physiker und Klimaforscher am Los Alamos National Laboratory und Hauptautor der Studie in Geophysikalische Forschungsbriefe. „Wir haben das Zeitintervall auf 21 Jahre verkürzt. In dieser kleineren Zeitskala und im Gegensatz zu früheren Untersuchungen, die festgestellt haben, dass der arktische Verstärkungsindex gleichmäßig zunimmt, haben wir zwei unterschiedliche Schritte beobachtet, einen im Jahr 1986 und einen zweiten im Jahr 1999.“

Da der von Chylek und seinen Mitarbeitern identifizierte episodische Trend von Jahrzehnt zu Jahrzehnt das globale Wetter und den Meeresspiegel beeinflusst, ist die genaue Vorhersage des zukünftigen Klimawandels in kürzeren Zeiträumen für die Planung einer etwaigen Minderung seiner Auswirkungen und die Entwicklung von Anpassungsstrategien unerlässlich. Die Arktis beeinflusst das Klima und Wetter der Welt, und das Abschmelzen des grönländischen Eisschildes verursacht einen Anstieg des Meeresspiegels, der viele Küstengemeinden bedroht.

Der Amplifikationsindex in der Studie ist das Verhältnis eines arktischen 21-jährigen Temperaturtrends zu einem globalen 21-jährigen Temperaturtrend.

Die Studie berechnete, dass der arktische Amplifikationsindex in den frühen Jahrzehnten des 21. Jahrhunderts größer als 4 war, viermal schneller als der globale Mittelwert und erheblich schneller als frühere veröffentlichte Forschungen unter Verwendung von Zeitintervallen von 30 bis 40 Jahren ermittelt hatten. Diese früheren Studien legten den Index zwischen 2 und 3 fest.

Aus 39 Klimawandelmodellen in der weit verbreiteten CMIP6-Sammlung des Coupled Model Intercomparison Project fand das internationale Forschungsteam vier, die den ersten Schritt um 1986 einigermaßen gut reproduzierten, aber keines, das den zweiten Schritt im Jahr 1999 reproduzierte. CMIP ist eine internationale Zusammenarbeit von Klimamodellen mit einem gemeinsamen Satz von Parametern. CMIP6 wurde verwendet, um den jüngsten Zwischenstaatlichen Ausschuss zur Bewertung des Klimawandels zu erstellen.

„Wir haben den ersten Schritt auf steigende Konzentrationen von Kohlendioxid und anderen Schadstoffen in der Atmosphäre zurückgeführt, weil mehrere Modelle es richtig machen“, sagte Chylek, „aber der zweite Schritt ist unserer Meinung nach auf die Klimavariabilität zurückzuführen, weil keines der Modelle dies reproduzieren kann zweiter Schritt.“

Kurzfristige Klimaschwankungen werden von Klimamodellen mit ihren mehr als 30-jährigen Zeitskalen typischerweise nicht erkannt.

Die Studie gibt keine Ursache für diese relativ plötzlichen Anstiege an, aber die Autoren spekulieren, dass die dazu beitragenden Ursachen wahrscheinlich Rückkopplungen von Meereis und Wasserdampf in Kombination mit Änderungen in der Art und Weise sind, wie atmosphärische und ozeanische Wärme in die Arktis gelangt. Zukünftige Anstiege des arktischen Verstärkungsindex werden wahrscheinlich geringer ausfallen, wenn der Temperaturunterschied zwischen der Arktis und den Tropen abnimmt.

Wertvoll für die Projektion von Veränderungen in der Arktis

Chylek sagte, das Forschungsteam werde als nächstes zukünftige arktische Klimaprognosen unter Verwendung der vier Modelle untersuchen, die dem beobachteten Erwärmungstrend mit den Spitzen am nächsten kamen.

„Da die vier Modelle zumindest den ersten Schritt korrekt reproduzieren, gehen wir davon aus, dass sie für zukünftige Klimaprojektionen etwas besser geeignet sind“, sagte Chylek. „Die Leute mitteln normalerweise alle Modelle und gehen davon aus, dass das Ensemble zuverlässiger ist als jedes einzelne Modell. Wir zeigen, dass der Durchschnitt in diesem Fall nicht funktioniert.“

Das Forschungsteam lud öffentlich verfügbare Temperaturdaten für die Arktis aus dem Internet herunter und verwendete Simulationsergebnisse von Klimamodellen in der CMIP6-Sammlung.

„Die Menschen interessieren sich nicht nur für den langfristigen Klimawandel, sondern auch für 10 Jahre, 20 Jahre, 30 Jahre. Für die dekadische Vorhersage ist unsere Beobachtung, dass sich der Verstärkungsindex in der Vergangenheit schrittweise verändert hat, ziemlich wichtig.“ sagte Chylek.

Das Forschungsteam umfasste Mitglieder von Los Alamos, der University of East Anglia, PAR Associates, der University of Washington, dem Pacific Marine Environmental Laboratory und der Dalhousie University.