BOSTON - Arktis smälter. Den första isfria sommaren kommer. Hela smältprocessen påskyndar uppvärmningen av hela jorden. Och varje höst bildas ett lager extra moln över den istunnande arktis som - forskare tror nu - påskyndar smältningen.
I ett föredrag här den 4 mars vid marsmötet i American Physical Society presenterade Ariel Morrison, en atmosfärisk forskare vid University of Colorado, Boulder, forskning som för första gången erbjöd ett tydligt svar på hur den smältande arktis förändrar sin moln, och hur dessa moln i sin tur förändrar Arktis. Det publicerades ursprungligen i tidskriften JGR Atmospheres 10 december 2018.
"Just nu handlar det om en 20-årig uppskattning: Mellan 2040-talet och 2060-talet förväntar vi oss att se den första isfria sommaren," sa Morrison till Live Science. "Detta rör sig mot det tidigare slutet av uppskattningarna."
Att modellera hur moln påverkar Arktis är komplicerat eftersom de har två olika effekter: De reflekterar ljus tillbaka i rymden innan det kan träffa marken, och de fungerar som en filt som fångar värme från att fly från planetens yta ut i rymden. Den första effekten kyler marken, och den andra värmer upp den.
När solen är ute, gör varje moln dubbelt arbete: reflekterar inkommande ljus tillbaka i rymden och reflekterar strålande värme tillbaka mot marken. Så det kan vara svårt att veta om moln i en given situation gör mer för att värma ytan eller hålla den sval.
Fram till Morrisons forskning var forskarna inte säkra på om den förändrade molnsituationen i Arktis snabbt eller bromsade smältningen totalt sett. Det var bara för många faktorer involverade.
Moln är också känt svårt att studera i klimatvetenskap i allmänhet. Och i Arktis kompliceras saken ytterligare av det stora, isfria Nordatlantiska havet som har massor av molntäcke på himlen men ingen havsis på grund av de varma undervattensströmmar som håller havets yta ovanför fryspunkten. Morrison utvecklade en "mask" som skar ut all bullrig, onödig extra information från Nordatlanten så att hon kunde rikta in sig på regioner där molnen faktiskt var relevanta för smältningen.
När hon förminskade modellen för att rikta in sig på molnen hon var fokuserad på, fann Morrison att den smälta Arktis inte dramatiskt förändrar den reflekterande, kylande effekten av moln. På sommaren bildas de flesta moln i Arktis från fukt som rinner genom atmosfären från varmare sydliga breddegrader. Så den årliga ökningen av öppet vatten i Arktis har inte någon stor effekt på total molnighet under de månader då molnen är mest avgörande för att reflektera ljus tillbaka ut i rymden.
"Om vi hade funnit att sommarmoln svarade på havsisförlust - så att du smälter lite is, bildas ett moln ovanpå det - då skulle moln få denna negativa feedback med havsis," sa hon.
Med andra ord, när havets is smälte, skulle moln göra mer för att kyla Arktis.
Men det visar sig, sommarsmältan har ingen betydande inverkan på molnen.
Men Morrison fann att saker och ting är annorlunda under hösten. Under de månaderna visar det sig att himlen ovanför lappar med öppet vatten är mycket mer benägna att vara molnigt. Och dessa moln gör mycket mer för att fånga värme än för att reflektera ljus i rymden.
"Det är väldigt, mycket säsongsbetonat i Arktis," sa Morrison. "Eftersom Arktis bara har solljus i ungefär sex månader under året, och det är starkast mitt på sommaren. Så bara på mitten av sommaren, bara i mitten av juli, har moln denna kylande effekt, eftersom de reflekterar bort mer än de är. "
Resten av året betyder fler moln mer värme. Och under hösten verkar mindre is också betyda fler moln. Så när Arktis smälter, täcker det sig effektivt i en säsongsbetong som gör att smältningen sker ännu snabbare.
Morrison sa att hon hoppas att hennes forskning i framtiden kommer att vara en del av de arktiska klimatmodellerna, så att de mer exakt kan plotta framtiden för den snabbt uppvärmande regionen.
Redaktörens anmärkning: Den här artikeln korrigerades klockan 10:24 EST den 11 mars 2019 för att återspegla att Morrisons arbete redan hade varit genom granskning och publicerats, i motsats till vad som ursprungligen anges.
