ד"ר אולה פרססון ומדענים אחרים ב- MOSAiC הקימו מכשיר מדעי באוקיינוס ​​הארקטי המרכזי. קרדיט: דייזי דאן עבור פחמן בקצרה

משלחת המחקר הקוטבית הגדולה בעולם בעיצומה של הקוטב הצפוני. משלחת השנה, המכונה המצפה הסחף הרב תחומי לחקר האקלים הארקטי (MOSAiC), מעורב 300 חוקרים מ -19 מדינות. מספינה שנלכדה בקרח הים לוקחים מדענים מדידות שעשויים לסייע בהפיכת מודלים אקלימיים. סופר המדע של Carbon Brief דייזי דאן הצטרף למשלחת בששת השבועות הראשונים שלה בסתיו 2019. זהו השלישי מבין ארבעה מאמרים המתמקדים במשלחת MOSAiC.

לאוניות המפליגות קרוב לקוטב הצפוני, מעט אירועים מהווים סיכונים גדולים יותר מסערה ארקטית. 

סופות ארקטיות יכולות לשחרר רוחות עזות במיוחד, שמגוללות את האוקיאנוס וגורמות לגלים להתנפח בכמה מטרים. זה לא רק הופך את החיים בים לבלתי נסבלים עבור המלחים, אלא גם הופך את הניווט בארקטי - ואת קרחיו - למאתגר יותר.

רוחות חזקות יכולות גם להיקרע דרך קרח הים, לגרום לו להתפרק ולעבור לכיוונים שונים. תחום מחקר הולך וגדל מציע כי ההשפעה של רוחות סוערות על קרח ים עשויה להיות גדולה ממה שחשבו בעבר - ועלולה להיות משמעותית לתחזיות לאובדן קרח עתידי.

ישנן עדויות מתעוררות אף הן המצביעות על כך שסופות ארקטיות עשויות להשפיע על מזג האוויר הרחק מהקטבים.

"התשובה הקצרה היא שיש השפעה מסוימת על קווי הרוחב האמצעיים של המחזורים הארקטיים, אך איננו יודעים באיזו סדירות זה קורה," אומר ד"ר אולה פרססון, מטאורולוג קוטבי מהמינהל הלאומי לאוקיאנום והאטמוספירה (NOAA).

פרססון הוא אחד מ -600 אנשים שהשתתפו ב- MOSAiC, משלחת המחקר הארקטי הגדולה ביותר שניסתה אי פעם. (פחמן קצר הצטרף לאחרונה המשלחת במשך ששת השבועות הראשונים שלה.)

במסגרת המשלחת, פרססון ועמיתיו הקימו מערך כלים למדידת היבטים שונים של סערות ארקטיות - החל ממהירות הרוחות שהם מביאים לסולם ההשפעה שלהם על קרח הים.

איסוף נתונים כאלה יכול לעזור בתשובות עיקריות על סערות ארקטיות, כגון כיצד הם יכולים להשפיע על תנאי קרח ואקלים לטווח הארוך וכיצד, אם בכלל, הם עשויים להשתנות בתגובה לשינויי האקלים.

מְפוּתָל

סופות ארקטיות "- המכונות גם ציקלונים ארקטיים או ציקלונים קוטביים - הן מערכות בלחץ נמוך המשפיעות על האוקיאנוס הארקטי ועל המוני היבשת הסמוכים לו, כולל גרינלנד, צפון קנדה וצפון איראסיה. בסערה הארקטית, האוויר מסתובב נגד כיוון השעון.

האנימציה שלהלן מציגה את תנועת הסופות הארקטיות ברחבי אזור הקוטב הצפוני בשנת 2012 - א שנה שיא שיא עבור קרח הים. בהנפשה, תנועת רוחות פני השטח מיוצגת על ידי חצים קטנים הצבועים לפי המהירות.

תנועת סערות קיץ ברחבי האזור הארקטי בשנת 2012. קרדיט: נאס"א / סטודיו להמחשה מדעית של מרכז טיסת החלל גודארד

סערות ארקטיות יכולות להיווצר הן מחוץ לאזור הקוטב והן מחוצה לו, אומר פרססון. "נראה כי חלקם מקורם בציקלונים המגיעים מקווי הרוחב התחתונים ועוברים לארקטי. נראה כי מחזורי מחזור ארקטי מתפתחים באזור הארקטי. "

סערות שמקורן בקוטב הצפוני יכולות להיווצר כאשר יש הפרעה ב"טרופופוזה"- החלק של האטמוספרה המשמש כשכבת גבול בין הטרופוספירה לסטרטוספרה, אומר פרססון. "הפרעות אלה יכולות להיות ארוכות מאוד, ואם התנאים צודקים, נראה שהם מעוררים ציקלון ברמה נמוכה."

בהשוואה לסערות טרופיות (המכונה טיפונים or הוריקנים תלוי היכן הם נמצאים) היה מעט מאוד מחקר על הסופות הארקטיות, אומר פרססון.

הסיבה לכך היא במידה רבה בהשוואה לסערות קו הרוחב האמצעי, המחזורים הארקטיים משפיעים על מעט מאוד אנשים. למרות זאת, ירידת קרח ים מהירה מקלה על הניווט בארקטי לאורך תקופות ארוכות יותר של השנה. זה בתורו עורר טובות אצל שניהם מסחרי ו תיירות פעילות באזור הארקטי - מה שהופך את הצורך בהבנת הסופות הארקטיות לדחוף יותר.

ישנן גם עדויות המציעות כי שינויים באקלים עשויים לגרום לסופות הארקטיות להיות תכופות יותר, אומר פרופ 'ג'ני האצ'ינגס, מדען MOSAiC וחוקר הדינמיקה של קרח הים מ אוניברסיטת מדינת אורגון. "נראה שיש עלייה בפעילות הציקלון עד הארקטי", היא אומרת ל- Carbon Brief.

עם זאת, היעדר נתונים היסטוריים על סערות ארקטיות מקשה על הקביעה האם יש מגמה הולכת וגוברת, אומר פרססון:

"יש כמה רמזים לכך שהציקלונים הארקטיים עשויים להיות תכופים יותר עכשיו, אבל הבעיה היא שאין לנו המון מדידות מקודם. אולי התדר התחתון הקודם שצפינו נובע מהעובדה שהמודלים שלנו, או השחזורים שלנו מהעבר, לא מספיק שלמים. "

היבט נוסף של סערות ארקטי שהמדענים טרם קיבלו תמונה ברורה הוא המבנה הפיזי שלהם, אומר פרססון:

"נראה כי ציקלונים ארקטיים הם בעלי מבנה שונה מזה של מחזורי רוחב אמצע הרוחב. היו כמה מחקרים בשנתיים-ארבע האחרונות שהציעו שיש להם מבנה אנכי דומה יותר להוריקן מאשר לסערת קו רוחב אמצע. "

במהלך משלחת MOSAiC, הוא שואף לאסוף נתונים על המבנה האנכי של סערות ארקטיות. המשלחת ממוקמת סביב פולארסטרן, פורץ קרח גרמני שהוקפא במכוון בקרח הים. הספינה תיסחף באופן פסיבי עם הקרח כאשר הוא נע צפונה במהלך השנה הבאה.

מפה המציגה את מסלול הפולארסטרן מיציאתו מטרומסו ב- 20 בספטמבר 2019 לסביבות 85 מעלות צפונה באוקיאנוס הארקטי המרכזי, שם הוא צמוד עצמו לרחפת קרח ב- 6 באוקטובר 2019 (אדום). החץ המסורגל ממחיש את האזור שאליו עלולה הספינה להיסחף במסעה בן השנה, שיסתיים בסמוך למיצר פרם. קרדיט: טום פרטר למען הקצרה בפחמן

על מנת ללמוד את מבנה הסערות הארקטיות, פרססון ועמיתיו יצטרכו להמתין שיעברו מעל הספינה. לאחר מכן הם יאספו נתונים על הסערות באמצעות סדרת מכשירים, כולל בלוני מזג אוויר, שתופסים שינויים בטמפרטורה, לחץ, לחות ורוח באטמוספירה. הם ישתמשו גם ברדארים מיוחדים של מזג אוויר, המשתמשים בגלי רדיו כדי לאתר שינויים במשקעים ובמהירות הרוח.

מערך הכלים יבצע מדידות בגבהים שונים באטמוספירה במהלך סערה. על ידי איסוף מידע זה, החוקרים מקווים ללמוד עוד על המבנה האנכי של סערות ארקטיות חולפות.

יורגן גרייסר משגר בלון מזג אוויר על סיפון המסוק של פולארסטרן. 22 בספטמבר 2019. קרדיט: אסתר חורבת

לשבור את הקרח

בנוסף לחקר מבנה הסערות הארקטיות, חוקרי MOSAiC ינסו גם לקבל תמונה כיצד הם יכולים להשפיע על קרח הים. פרססון אומר:

"מה שאנשים שמו לב בשנים האחרונות הוא שכאשר יש לנו ציקלון ארקטי גדול באמת, קרח הים נעלם."

דוגמה דרמטית לכך התרחשה בשנת 2012, כאשר הארקטי נפגע בסערה עוצמתית ואיטית באוגוסט. הציקלון נמשך כמעט שבועיים והביא גשם כבד ו 30mph רוחות.

באותה שנה הגיע קרח הים הארקטי הרמה הנמוכה ביותר ברשומה. יתכן שהסערה מילאה תפקיד בהנעת ההתדרדרות המהירה בקרח הים.

מדענים שיערו כי הסערה שיפרה את אובדן הקרח בכך שגרמה לקרח להתפרק, והותירה אותו פגיע יותר להתכה. ייתכן שהרוחות הסוערות אפילו דחפו את הקרח למים חמים יותר, והגבירו את ההיתוך, אומרים החוקרים.

עם זאת, חוקרים אחרים טענו כי הסערה מילאה רק תפקיד מינורי בשפל השיא.

A ללמוד שפורסם בשנת 2013 ניתח את השפעת הסערה באמצעות דוגמנות אקלים. החוקרים ניהלו שתי קבוצות של הדמיות: האחת משקפת את התנאים הארקטיים בשנת 2012 כשסופת אוגוסט כלולה ואחת משקפת את תנאי 2012 ללא הסערה.

המחקר מצא כי בשתי קבוצות ההדמיות נפל קרח הים הארקטי לשיא חדש. עם זאת, בהדמיות כולל הסערה, שיא השיא נקבע כעשרה ימים קודם לכן מאשר בסימולציות ללא הסערה.

החוקרים אמרו כי הממצאים מצביעים על כך שגורמים אחרים היו חשובים יותר לתנאי הקרח הנמוכים ביותר בשנת 2012. למשל, באותה שנה, טמפרטורות הקיץ הארקטיות היו חמות מהממוצע וחבילת הקרח כללה בעיקר "שנה ראשונה”- קרח צעיר שנוטה יותר להתכה.

שינויים בהיקף קרח הים הארקטי, שגילם פחות משנה (תכלת) לקרח בן ארבע שנים ומעלה (כחול כהה) לאורך זמן. ההיקף מוצג באותו השבוע (22-28 באוקטובר) בין השנים 1985-2019. מקור נתונים: מרכז הנתונים הלאומי לשלג וקרח. תרשים על ידי פחמן קצר באמצעות Highcharts

בעוד שהמחקר עזר לשפוך אור על ציקלון משנת 2012, ההשפעה האמיתית של סערות ארקטיות על קרח הים נותרה ברובה לא ידועה. "הסתכלנו רק על סערה אחת גדולה," אמר למד מחבר משותף ד"ר רון לינדזי, מ ה אוניברסיטת וושינגטון בשנת 2013. "אם אנו רוצים להבין כיצד סערות ישפיעו על כיסוי הקרח בעתיד, עלינו להבין את ההשפעה של סערות בתנאים שונים."

אחת ממטרות המחקר של משלחת MOSAiC היא לחקור את ההשפעה של סערות ארקטיות על קרח הים למשך שנה שלמה, תחת מגוון עצום של תנאים.

ברדיוס של 50 ק"מ סביב מחנה הקרח הראשי של MOSAiC, יש מדענים מותקן רשת של תחנות מחקר צפות. תחנות אלה מהוות סדרה של מכשירים אשר במהלך השנה הבאה יבצעו מדידות כמעט רצופות של שינויים באטמוספרה, בקרח הים והאוקיאנוס.

אחד הכלים הללו, א מזחלת מתכת ענקית שהוקם על ידי פרססון ועמיתיו, ישמש לחקר הסערות הארקטיות. המזחלת מכוסה על ידי חלקי ציוד שונים המודדים שינויים באטמוספרה.

פיסת הערכה החשובה ביותר לניטור סופות ארקטיות חולפות היא "אנומומטר קולי" - מכשיר הבולט מצד המזחלת המשתמש בגלי קול למדידת שינויים במהירות וכיוון הרוח.

ד"ר אולה פרססון ועמית מחברים מד רוחק קולי לכלי מדעי באוקיינוס ​​הארקטי המרכזי. קרדיט: דייזי דאן עבור פחמן בקצרה

המזחלת כוללת גם מערכת GPS מתקדמת, המאפשרת לחוקרים לעקוב אחר מיקום קרחפות הקרח בזמן אמת.

באמצעות מכשירים אלו, החוקרים מתכננים לעקוב אחר מהירות ועוצמת הרוחות בסופות - והאם רוחות אלה גורמות לקרח הים להתפרק ולעבור לכיוונים שונים.

"נקווה שנוכל למפות את תגובת הקרח במהלך ציקלון ולראות אם הרוחות הגבוהות שהביאו ציקלונים גורמות להתקרבות הקרח", אומר האצ'ינגס.

המחקר מסוכן. סערה קשה במיוחד עלולה לגרום לקרח הים להתפצל לשניים או להתפרק לחלוטין, ולגרום למכשירי החוקרים ליפול לאוקיאנוס.

"זה משהו שיהיה מעניין לראות, אילו קרחונים שורדים בסופו של דבר - ואילו לא", אומר ד"ר תומאס קרומפן, חוקר קרח ים מ- AWI ומנהיג שייט משותף על סיפונה של פקדוב האקדמי.

המדידות שנערכו עד לסיום המשלחת בספטמבר 2020 עשויות בתקווה לשפוך אור רב יותר על ההשפעה של סערות ארקטיות על כיסוי הקרח.

סערות במנוסה

אחת הסיבות לכך שמדעני MOSAiC מעוניינים לאסוף נתונים על סערות ארקטיות היא כי עדויות מסוימות מצביעות על כך שהם עלולים להשפיע על תנאי האקלים הרחק מהקטבים.

הסיבה לכך היא שבתנאים מסוימים נראה שמזג האוויר הארקטי יכול להימלט מאזור הקוטב ולהגיע אל אמצע הרוחב האמצעי, אומר פרססון.

דוגמה לכך התרחשה בתחילת 2019, כאשר חלקים של ארה"ב וקנדה נפגעו על ידי הצמד קר קיצוני ששלח טמפרטורות צנחות ל -17C ומתחת.

גבר חופר מכונית שברולט אדומה מהשלג בחניון בבוקר. טורנטו קנדה. 29 בינואר 2019. קרדיט: טורונטוני / Alamy Stock Photo

דרך ה המדע עדיין לא בטוחנראה כי סערות ארקטיות יכולות לצאת מהארקטי ואל קווי הרוחב האמצעיים כאשר יש הפרעה ב"מערבולת הקוטב הסטרטוספרי"- מערכת מזג אוויר בלחץ נמוך היושבת כ- 50 ק"מ מעל הארקטי.

כשהוא מופרע, מערבולת הקוטב יכולה להיחלש - מה שמאפשר למזג האוויר הקר שהוא מכיל לרוב להישפך לקווי הרוחב האמצעיים. "[זה] מביא הרבה אוויר קריר ומסחרר הרבה סופות ושלגים," אומר פרסון.

התרשים למטה מדגים כיצד מערבולת קוטב מוחלשת יכולה לאפשר למזג אוויר ארקטי קר להימלט מהקוטב הצפוני.

המדע שמאחורי מערבולת הקוטב. קרדיט: NOAA

למרות שקווי הרוחב האמצעיים רואים מספר מצליפים קרים בולטים בשנים האחרונות, עדיין לא ברור אם אירועים כאלה הופכים לסבירים יותר, אומר פרססון.

על ידי איסוף נתונים על תנועות הסופות הארקטיות במהלך MOSAiC, הוא מקווה להשיג הבנה טובה יותר של תדירות היציאה מהארקטי. "התשובה הקצרה היא שיש השפעה מסוימת על קווי הרוחב האמצעיים של מעגלים ארקטיים, אך איננו יודעים באיזו סדירות זה קורה."

על המחבר

דייזי דאן הייתה אחת מחמישה עיתונאים שנבחרו לדווח על MOSAiC. עלויותיה לאחר שיצאה מטרומסו כוסו על ידי מכון אלפרד וויינר, שארגן את המשלחת.

מאמר זה הופיע במקור פחמן בריf

ספרים קשורים

שינויי אקלים: מה שכולם צריכים לדעת

מאת ג'וזף רום
הפריימר החיוני במה שיהיה הנושא המכונן של זמננו, שינויי אקלים: מה שכולם צריכים לדעת® הוא מבט ברור עין של המדע, הקונפליקטים וההשלכות של כוכב הלכת שלנו מתחמם. מג'וזף רום, יועץ המדע הראשי של נשיונל ג'יאוגרפיק שנים של חיים מסוכנים / הסדרה ואחד מאנשי ה- 100 של רולינג סטון שמשנים את אמריקה, שינוי אקלים מציע תשובות ידידותיות למשתמש, מחמירות מדעית לשאלות הקשות ביותר (והפוליטיזציה הנפוצה) סביב מה שקרה אקלים אקלים של לוני תומפסון כ"סכנה ברורה והווה לציביליזציה. " זמין באמזון

שינויי אקלים: מדע ההתחממות הגלובלית ועתיד האנרגיה שלנו מהדורה שנייה מהדורה שנייה

מאת ג'ייסון סמרדון
המהדורה השנייה הזו של שינוי אקלים הוא מדריך נגיש ומקיף למדע העומד מאחורי ההתחממות הגלובלית. מאויר להפליא, הטקסט מכוון לתלמידים במגוון רמות. אדמונד א. מאטז וג'ייסון א. סמרדון מספקים מבוא אינפורמטיבי נרחב למדע העומד בבסיס הבנתנו את מערכת האקלים והשפעות הפעילות האנושית על התחממות כוכב הלכת שלנו. מאטס וסמרדון מתארים את התפקידים שהאווירה והאוקיאנוס לשחק באקלים שלנו, להציג את המושג איזון קרינה ולהסביר שינויים באקלים שהתרחשו בעבר. הם גם מפרטים את הפעילויות האנושיות המשפיעות על האקלים, כמו פליטת גזי חממה ופליטת אירוסול, כריתת יערות, וכן את השפעות תופעות הטבע.  זמין באמזון

מדע שינויי האקלים: מסלול דיבור

מאת בלייר לי, אלינה בכמן
המדע של שינויי אקלים: קורס דיבור משתמש בטקסט ובשמונה עשרה פעילויות מעשיות להסביר וללמד את מדעי ההתחממות הגלובלית ושינוי האקלים, כיצד בני האדם אחראים ומה ניתן לעשות כדי להאט או להפסיק את קצב ההתחממות הגלובלית ושינוי האקלים. ספר זה הוא מדריך מלא ומקיף לנושא סביבתי חיוני. הנושאים המכוסים בספר זה כוללים: כיצד מולקולות מעבירות אנרגיה מהשמש לחימום האווירה, גזי חממה, אפקט החממה, התחממות כדור הארץ, המהפכה התעשייתית, תגובת הבעירה, לולאות משוב, הקשר בין מזג האוויר לאקלים, שינויי אקלים, כיורי פחמן, הכחדה, טביעת רגל פחמית, מיחזור ואנרגיה חלופית. זמין באמזון

מאת המו"ל:
רכישות באמזון ללכת לפרוע את העלות של הבאת לך InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ו ClimateImpactNews.com ללא עלות וללא מפרסם לעקוב אחר הרגלי הגלישה שלך. גם אם תלחץ על קישור אך אינך קונה את המוצרים הנבחרים האלה, כל דבר אחר שאתה קונה באותו ביקור באמזון משלם לנו עמלה קטנה. אין עלות נוספת עבורך, אז אנא תרום למאמץ. אתה יכול גם להשתמש בקישור זה להשתמש באמזון בכל עת כדי שתוכלו לתמוך במאמצים שלנו.