Modellering af opvarmningen på høje breddegrader

Den såkaldt polare forstærkning er et fokusområde i Center for Is og Klimas forskning. Ved polar forstærkning forstår man, at når det globale klima bliver enten varmere eller koldere, sker ændringerne på de høje breddegrader generelt mere drastisk, end de sker tættere på ækvator. Fra målinger af temperaturen i borehuller i Indlandsisen ved vi, at temperaturerne i det centrale Grønland under sidste istids højdepunkt var 20° lavere end i dag, hvorimod temperaturerne i troperne kun var et par grader koldere. Computersimuleringer af klimaets udvikling i det 21. århundrede viser at klimaforandringerne i Arktis vil blive både hurtigere og langt voldsommere end på de lavere breddegrader. Dette vil være tilfældet i hele Arktis, og har betydning både for havisen i det Arktiske Ocean og for permafrosten på de Arktiske landområder.

Temperaturudvikling i det 21. århundrede

Temperaturudvikling i det 21. århundrede ifølge fem klimamodeller. De fremhævede linjer viser den globale middeltemperatur, og de tynde linjer angiver middeltemperaturen i Arktis (60°-90°N). Alle modeller viser en betydeligt forstærket opvarmning af Arktis i forhold til opvarmningen af resten af Jorden.

Arktiske feedbackmekanismer

En af årsagerne til den polare forstærkning er det lokale energibudget. Når klimaet bliver varmere, smelter is og sne væk, og meget af den solenergi, som tidligere blev reflekteret af sneens og isens lyse overflader, bliver nu absorberet og medvirker til en forstærket opvarmning. En sådan effekt, hvor opvarmningen medfører en forandring i en anden del af klimasystemet – i dette tilfælde isen – som derefter medfører en forstærkning eller dæmpning af den oprindelige opvarmning, kaldes en feedback-mekanisme. Der findes en lang række arktiske feedbacks som ikke kun omfatter fysiske, men også kemiske og biologiske bestanddele. For eksempel kan opvarmning af et område skabe vækstbetingelser for en vegetation, som ikke tidligere har hørt til på den pågældende breddegrad. En vegetation, som gradvist kan fortrænge den eksisterende vegetation. Det kan så igen influere på, hvor meget sollys der reflekteres af jordoverfladen, og på den måde ændre udvekslingen af varme eller vanddamp mellem landjord og atmosfære. På den måde igangsættes yderligere klimaforandringer.

Atmosfæriske transporteffekter

Der er imidlertid også andre faktorer end de lokale påvirkninger ved de høje breddegrader der gør, at klimaudsvingene er mere voldsomme ved polerne. Varmetransporten fra lave til høje breddegrader i atmosfæren og havene ændrer sig, når klimaet ændrer sig, og bidrager på den måde til at opvarmningen er uens på forskellige breddegrader. Så længe de ækvatoriale områder er varmere end de polare områder, vil strømninger i atmosfæren forsøge at reducere forskellen ved at blande luftmasserne. Denne blanding medfører bølgebevægelser i atmosfæren - bedre kendt som høj- og lavtryk. Hvis Jorden bliver varmere, vil atmosfærens indhold af vanddamp stige, og bølgerne vil transportere mere vanddamp mod polerne. Vanddamp indeholder relativt meget energi. Og en stigende energitransport mod polerne vil derfor mindske opvarmningen nær ækvator, og forøge den nær polerne. Mekanismerne der styrer vekselvirkningen mellem høje og lave breddegrader, er et af de forskningsområder Center for Is og Klima arbejder intenst med. Her benytter forskerne sig af både simple modeller og GCM-modeller.

Læs artiklen "Polar amplification as a preferred response in an idealized aquaplanet GCM" eller kontakt Peter L. Langen. (Den originale artikel kan læses på www.springerlink.com – login er nødvendigt)