BOSTON - Die Arktis schmilzt. Der erste eisfreie Sommer kommt. Der gesamte Schmelzprozess beschleunigt die Erwärmung der gesamten Erde. Und jeden Herbst bildet sich eine Schicht zusätzlicher Wolken über der eisverdünnenden Arktis, die - wie Forscher jetzt glauben - das Aufschmelzen beschleunigen.
In einem Vortrag hier am 4. März auf dem März-Treffen der American Physical Society präsentierte Ariel Morrison, ein Atmosphärenforscher an der Universität von Colorado, Boulder, Forschungsergebnisse, die zum ersten Mal eine klare Antwort darauf gaben, wie die schmelzende Arktis ihre verändert Wolken und wie diese Wolken wiederum die Arktis verändern. Es wurde ursprünglich in der Zeitschrift JGR Atmospheres vom 10. Dezember 2018 veröffentlicht.
"Derzeit gibt es eine Schätzung für 20 Jahre: Zwischen den 2040er und 2060er Jahren erwarten wir den ersten eisfreien Sommer", sagte Morrison gegenüber Live Science. "Dies verschiebt dies in Richtung des früheren Endes der Schätzungen."
Die Modellierung der Auswirkungen von Wolken auf die Arktis ist kompliziert, da sie zwei unterschiedliche Auswirkungen haben: Sie reflektieren Licht zurück in den Weltraum, bevor es auf den Boden treffen kann, und sie wirken wie eine Decke, die die Wärme einschließt, die von der Oberfläche des Planeten in den Weltraum entweicht. Der erste Effekt kühlt den Boden und der zweite erwärmt ihn.
Wenn die Sonne scheint, hat jede Wolke eine doppelte Aufgabe: Sie reflektiert das einfallende Licht zurück in den Weltraum und reflektiert die abgestrahlte Wärme zurück zum Boden. Daher kann es schwierig sein zu wissen, ob Wolken in einer bestimmten Situation mehr tun, um die Oberfläche zu erwärmen oder sie kühl zu halten.
Bis zu Morrisons Forschungen waren sich die Wissenschaftler nicht sicher, ob die sich ändernde Wolkensituation in der Arktis das Schmelzen insgesamt beschleunigte oder verlangsamte. Es waren einfach zu viele Faktoren beteiligt.
Wolken sind bekanntermaßen auch in der Klimawissenschaft im Allgemeinen schwer zu studieren. In der Arktis wird der riesige, eisfreie Nordatlantik, der viel Wolken am Himmel hat, aber kein Meereis, aufgrund der warmen Unterwasserströmungen, die die Meeresoberfläche über dem Gefrierpunkt halten, noch komplizierter. Morrison entwickelte eine "Maske", die alle verrauschten, unnötigen zusätzlichen Daten aus dem Nordatlantik herausschneidet, damit sie Regionen anvisieren kann, in denen die Wolken tatsächlich für das Schmelzen relevant sind.
Nachdem sie das Modell eingegrenzt hatte, um auf die Wolken zu zielen, auf die sie sich konzentrierte, stellte Morrison fest, dass die schmelzende Arktis den reflektierenden, kühlenden Effekt von Wolken nicht dramatisch verändert. Im Sommer bilden sich die meisten Wolken in der Arktis aus Feuchtigkeit, die aus wärmeren südlichen Breiten durch die Atmosphäre fließt. Der jährliche Anstieg des offenen Wassers in der Arktis hat also keinen großen Einfluss auf die vollständige Bewölkung in den Monaten, in denen Wolken für die Rückreflexion des Lichts in den Weltraum am wichtigsten sind.
"Wenn wir festgestellt hätten, dass Sommerwolken auf Meereisverlust reagieren - Sie schmelzen also etwas Eis, eine Wolke bildet sich darüber -, dann hätten Wolken dieses negative Feedback mit Meereis", sagte sie.
Mit anderen Worten, wenn das Meereis schmolz, würden Wolken mehr zur Kühlung der Arktis beitragen.
Es stellt sich jedoch heraus, dass die Sommerschmelze keinen wesentlichen Einfluss auf die Wolken hat.
Morrison stellte jedoch fest, dass die Dinge im Herbst anders sind. In diesen Monaten ist es viel wahrscheinlicher, dass der Himmel über offenen Wasserflächen bewölkt ist. Und diese Wolken fangen viel mehr Wärme ein, als Licht in den Weltraum zu reflektieren.
"Es ist sehr, sehr saisonal in der Arktis", sagte Morrison. "Weil die Arktis nur etwa sechs Monate im Jahr Sonnenlicht hat und es mitten im Sommer am stärksten ist. Nur mitten im Sommer, nur Mitte Juli, haben Wolken diesen Kühleffekt, weil sie reflektieren mehr als sie. "
Für den Rest des Jahres bedeuten mehr Wolken mehr Wärme. Und im Herbst scheint weniger Eis auch mehr Wolken zu bedeuten. Wenn die Arktis schmilzt, bedeckt sie sich effektiv mit einer saisonalen Decke, die das Schmelzen noch schneller macht.
Morrison hofft, dass ihre Forschung in Zukunft die arktischen Klimamodelle berücksichtigen wird, damit sie die Zukunft der sich schnell erwärmenden Region genauer darstellen können.
Anmerkung des Herausgebers: Dieser Artikel wurde am 11. März 2019 um 10:24 Uhr EST korrigiert, um zu berücksichtigen, dass Morrisons Arbeit bereits einer Peer-Review unterzogen und entgegen der ursprünglichen Aussage veröffentlicht wurde.
