De achteruitgang van zeeijs in het Noordpoolgebied is door de mens veroorzaakt

Natuurlijke schommelingen als oorzaak duidelijk uitgesloten

Arctisch zeeijs © Dirk Notz, MPI voor meteorologie
voorlezen

Het onverwacht snelle smelten van zeeijs in het Noordpoolgebied is door de mens veroorzaakt. De ijsafname kan niet alleen door natuurlijke schommelingen worden verklaard. Dit heeft geresulteerd in een nieuwe studie door Duitse onderzoekers. In de zoektocht naar een externe aandrijving voor de achteruitgang van het Noordpoolzee-ijs, vonden de onderzoekers een duidelijk verband met de toename van broeikasgasconcentraties. Voor het zee-ijs op Antarctica konden ze een dergelijke verbinding echter niet vinden.

Gewoonlijk gebruiken onderzoekers complexe klimaatmodellen om de oorzaak van een waargenomen verandering in het klimaatsysteem te identificeren. Wetenschappers van het Max Planck Instituut voor Meteorologie van Hamburg hebben echter een andere strategie gevolgd om erachter te komen waarom het Arctische zee-ijs de afgelopen jaren zo snel is afgenomen. Dirk Notz, hoofd van de onderzoeksgroep zeeijs, legt uit waarom: "Zeeijs is zo dun dat het extreem gevoelig reageert op de heersende sterke natuurlijke weersomstandigheden en klimatologische schommelingen in het Noordpoolgebied. Omdat de temporele volgorde van deze fluctuaties chaotisch is, kan deze niet goed worden gesimuleerd door normale klimaatmodellen. Dergelijke modellen zijn daarom niet noodzakelijkerwijs het beste hulpmiddel om erachter te komen of natuurlijke variaties de afgelopen jaren de achteruitgang van zeeijs hebben veroorzaakt. "

Historische gegevens geven geen indicatie van natuurlijke variatie

In plaats daarvan gebruikten de onderzoekers een historische dataset die de natuurlijke schommelingen van het Noordpoolzee-ijs registreerde van de vroege jaren 1950 tot de late jaren 1970. De onderzoekers vergeleken deze natuurlijke variatie in zee-ijs met de ontwikkeling van zee-ijs in de afgelopen 30 jaar. Hieruit bleek dat de achteruitgang van het zee-ijs in de afgelopen decennia niet kan worden veroorzaakt door natuurlijke schommelingen.

De onderzoekers konden ook aantonen dat de afname van zeeijs niet zelf toeneemt. Er is dus geen vicieuze cirkel die ervoor zorgt dat het zee-ijs steeds verder daalt: "Telkens wanneer er een sterke daling van het zee-ijs was van jaar tot jaar in de datasets, werd deze daling gedeeltelijk gecompenseerd voor het volgende jaar", legt Notz uit, nu hoofdauteur gepubliceerd in het tijdschrift "Geophysical Research Letters" study. Dit zou niet het geval zijn als de achteruitgang van het ijs zelf zou worden geïntensiveerd.

Smelt ondanks afnemende blootstelling aan de zon

Jochem Marotzke, directeur van het Max Planck Instituut voor Meteorologie en tweede auteur van de studie, beschrijft de volgende stappen van de onderzoekers: "Nadat we natuurlijke fluctuaties en zelfpromotie uitsluiten als de oorzaak van de achteruitgang van het ijs Het was duidelijk dat een externe schijf ervoor zou zorgen dat het ijs naar beneden zou gaan. We zijn daarom op zoek gegaan naar een externe schijf die een fysiek plausibele verbinding met de zee-ijsdruppel vertoonde. De onderzoekers onderzochten bijvoorbeeld de sterkte van zonnestraling. Hier zou een fysiek aannemelijke verbinding met de zee-ijsdruppel alleen bestaan ​​als de zonnestraling de afgelopen jaren sterker was geworden.

Het tegenovergestelde is echter het geval, de zonnestraling is de laatste decennia licht gedaald. Het is daarom fysiek zeer onwaarschijnlijk dat variaties in zonnestraling de belangrijkste oorzaak waren van de waargenomen achteruitgang van zeeijs. Evenzo vonden de onderzoekers geen plausibele correlatie tussen waargenomen zeeijsontwikkeling en veranderingen in heersende windpatronen, vulkaanuitbarstingen, kosmische stralen of oceaanwarmtetransport.

Broeikasgassen bevestigd als oorzaak

"Uiteindelijk was onze lijst met mogelijke aandrijfsystemen de enige bron van broeikasgasemissies", legt Notz uit. Gebaseerd op fundamentele fysische wetten, zouden we verwachten dat een toename van broeikasgasconcentraties zou leiden tot opwarming en dus een vermindering van zee-ijs. En dit is precies wat wordt waargenomen . Het fysieke verband tussen de toename van broeikasgasconcentraties en de vermindering van zee-ijs is vrij eenvoudig, voegt hij eraan toe: broeikasgassen verhogen invallende warmtestraling. Deze warmtestraling is op zijn beurt de belangrijkste factor in de warmtebalans van Arctisch zee-ijs

Antarctica; Winden als de belangrijkste beïnvloedende factoren

In Antarctica is de situatie compleet anders. Hier neemt de expansie van zeeijs zelfs licht toe, wat suggereert dat de toename van broeikasgassen niet de drijvende kracht kan zijn achter de waargenomen veranderingen. De belangrijkste reden voor deze verschillen tussen de twee poolgebieden ligt in de respectieve verdeling van land. In het Noordpoolgebied wordt het ijs in de Noordelijke IJszee grotendeels omsloten door landmassa's, dus de expansie van het ijs hangt vooral af van het respectieve smelten en bevriezen. Daarom spelen broeikasgassen met hun invloed op de warmtestromen in het Noordpoolgebied een dominante rol bij de ontwikkeling van zeeijs.

Op Antarctica daarentegen is het zee-ijs volledig vrij in de Zuidelijke Oceaan. De zee-ijsgrens daar hangt daarom vooral af van de heersende wind. Onze resultaten tonen aan dat de toename van de broeikasgasconcentraties tot nu toe geen sterke, directe invloed heeft gehad op het Antarctische zee-ijs. Daar wordt de expansie vooral bepaald door de ontwikkeling van windsystemen en zeestromingen, "legt Marotzke uit. In de door land ingesloten Noordelijke IJszee daarentegen is de toename van broeikasgassen blijkbaar verantwoordelijk voor de waargenomen afname van zeeijs.

(Geophysical Research Letters, 2012; doi: 10.1029 / 2012GL051094)

(Max Planck Instituut voor Meteorologie, 03.05.2012 - NPO)