Ein robustes Phänomen namens Arctic Amplification (AA) bezieht sich auf die stärkere Erwärmung über der Arktis im Vergleich zum globalen Mittel. Die AA in den verschiedenen Oberflächentypen der Arktis weist unterschiedliche Erwärmungseigenschaften auf.
Um die Auswirkungen des Oberflächentyps auf die Saisonalität und die Unsicherheit zwischen den Modellen von AA weiter zu untersuchen, verwendete ein Forschungsteam der Sun Yat-sen University und des Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory 17 CMIP6-Modelle, um die arktische Region in vier Oberflächentypen zu unterteilen: eisbedecktes Gebiet, Eisrückzugsgebiet, eisfreies Gebiet und Land für die Analyse.
Das Forschungsteam analysierte den Unterschied zwischen den abrupt-4 × CO2- und vorindustriellen Experimenten von 17 CMIP6-Modellen. Die Ergebnisse des multimodalen Mittelwerts zeigen, dass das saisonale Muster der arktischen Erwärmung – mit maximaler Erwärmung im Winter und schwacher Erwärmung im Sommer – in allen Regionen außer in eisfreien Regionen auftritt.
Die Eisrückzugsregion hat die stärkste Erwärmung und den größten saisonalen Kontrast von AA. Dieses Ergebnis lässt sich durch den saisonalen Energieübertragungsmechanismus erklären, der sich darauf bezieht, dass im Sommer, wenn das Meereis schmilzt, eine große Menge Wärme vom offenen Ozean aufgenommen und gespeichert und im Winter wieder abgegeben wird.
Ihre Ergebnisse werden in der Zeitschrift veröffentlicht Fortschritte in den Atmosphärenwissenschaften.
Einige Studien haben vorgeschlagen, dass die Änderungen der effektiven thermischen Trägheit zu einer saisonalen Verstärkung in der Arktis führen können. Im Sommer unterdrückt eine größere Wärmekapazität der Ozeane die Erwärmung, während im Winter eine geringere Wärmekapazität die Erwärmung beschleunigt und dadurch die saisonale Erwärmung in der Arktis verstärkt.
Daher untersuchte das Forschungsteam auch die Auswirkungen von Änderungen der effektiven thermischen Trägheit (ETI) verschiedener Oberflächentypen auf AA. Die Forschungsergebnisse weisen darauf hin, dass es in den Eisrückzugsgebieten einen Übergang vom Meereis zum Ozean gibt, was zu den größten thermischen Trägheitsänderungen führt, was den größten saisonalen Unterschied in der Region erklärt. Die schwachen thermischen Trägheitsänderungen in eisfreien Regionen erklären die gleichmäßige Erwärmung über das ganze Jahr.
Das Forschungsteam kam zu dem Schluss, dass der saisonale Energieübertragungsmechanismus und die Änderungen der ETI zusammenwirken, um zur Saisonabhängigkeit von AA beizutragen. Da die Modellsimulation das wichtigste Mittel zur Vorhersage des zukünftigen arktischen Klimas ist, konzentrierte sich das Team auf die Quellen der Unsicherheit zwischen den Modellen in AA.
Das Team diskutierte die modellübergreifende Unsicherheit von AA in verschiedenen Oberflächentypen und analysierte quantitativ die modellübergreifenden Unterschiede in verschiedenen Rückkopplungen. Die Ergebnisse zeigen, dass die eisbedeckten Regionen die maximale Unsicherheit zwischen den Modellen in den Monaten Januar-Februar-März (JFM) aufweisen, was hauptsächlich durch die ozeanische Wärmespeicherzeit verursacht wird.
Darüber hinaus zeigt das Eis-Albedo-Feedback einen großen Unterschied zwischen den Modellen in eisbedeckten Regionen und Eisrückzugsgebieten, und die Korrelation zwischen dem Eis-Albedo-Feedback und der arktischen Erwärmung beträgt mehr als 0,66.
„Das Eingrenzen der Unterschiede in der Meereissimulation ist von großer Bedeutung, um das arktische Klima in der Zukunft besser vorhersagen zu können“, sagte Dr. Xiaoming Hu, der korrespondierende Autor der Studie.
Mehr Informationen:
Yanchi Liu et al., Einfluss von Oberflächentypen auf die Saisonalität und Streuung der arktischen Verstärkung zwischen Modellen in CMIP6, Fortschritte in den Atmosphärenwissenschaften (2023). DOI: 10.1007/s00376-023-2338-9