Arktisen merijään vähenemisen ja pohjoisten manneralueiden kylmien talvien välillä mahdollisesti oleva yhteys on saanut lisätodisteita uudessa tutkimuksessa. Jos yhteys on todellinen, niin kylmien talvien odotetaan jatkuvan merijään jatkaessa vähenemistä.
Vasemmalla syksyisen merijään vaikutus talven lämpötiloihin ja oikealla sama talviaikaiselle merijäälle.
Arktinen alue on lämmennyt viime vuosikymmeninä ja merijään laajuus on pienentynyt nopeasti alueella. Viime vuosina pohjoisilla manneralueilla on kuitenkin esiintynyt kylmiä ja lumisia talvia.
Arktisen alueen ilmakehän kiertoliikkeiden muutokset saattavat aiheuttaa muutoksia pintalämpötilaan sekä merenpinnan tason ilmanpaineeseen. Tämä voi puolestaan muuttaa tuuliolosuhteita ja vaikuttaa merijään ajelehtimiseen, mikä vaikuttaa merijään laajuuteen.
Vaikutus voi edetä myös toiseen suuntaan. Merijään laajuuden väheneminen voi vaikuttaa ilmakehän kiertoliikkeisiin. Aiemmissa tutkimuksissa on selvitelty merijään muutoksien vaikutusta maa-alueiden lumipeitteen paksuuteen, lämpötilaan ja ilmakehän kiertoliikkeisiin. Tutkimuksissa on selvinnyt, että syksyisen merijään laajuudella on tärkeä rooli tulevan talven ilmastojärjestelmässä. Viimeaikainen merijään laajuuden pieneneminen saattaa vaikuttaa pohjoisilla manneralueilla esiintyviin kylmiin talviin.
Merijään väheneminen on ollut voimakkainta kesällä, jolloin monivuotisen merijään laajuus on pienentynyt noin 12 prosenttia per vuosikymmen. Talviaikaisen merijään väheneminen on ollut vähäisempää kuin kesällä, mutta viime aikoina talviaikaisen monivuotisen merijään laajuus on pienentynyt jopa 15 prosenttia per vuosikymmen. Talviaikaisen merijään vähenemisen on katsottu johtuvan merenpinnan lämpenemisestä ja tuuliolosuhteiden muuttumisesta.
Uudessa tutkimuksessa on selvitelty talviaikaisen merijään vähenemisen vaikutusta ilmakehän kiertoliikkeisiin ja pohjoisten manneralueiden talviin. Tutkimuksessa käytettiin sekä havaintomateriaalia että mallisimulaatioita (käytössä oli ERA-Interim reanalyysi, joka perustuu havaintoihin ja mallisimulaatioihin). Tutkimus ajoittuu vuodesta 1979 nykypäivään, koska merijään laajuuden satelliittimittaukset aloitettiin vuonne 1979.
Tutkimuksen tuloksissa näkyy se, että syksyisen ja talviaikaisen merijään muutoksien välillä ei ole voimakasta yhteyttä, joten niiden vuotuinen vaihtelu saattaa olla erilaista. Arktisen oskillaation indeksi ei näytä olevan yhteydessä syksyiseen eikä talviaikaiseen merijään vaihteluun.
Syksyisen merijään vaihtelu näyttää aiheuttavan merkittäviä muutoksia talviaikaiseen merenpinnan tason ilmanpaineeseen vain Pohjois-Euroopasta Lähi-itään ulottuvalla alueella. Talviaikainen merijään vaihtelu sen sijaan vaikuttaa ilmanpaineeseen laajemmalla alueella. Talviaikaisen merijään väheneminen näyttää nostavan ilmanpainetta suuressa osassa Pohjois-Aasiaa sekä Pohjois-Amerikkaa ja laskevan ilmanpainetta luoteisella Tyynellämerellä sekä suuressa osassa tropiikkia ja arktista aluetta.
On kuitenkin huomattava, että tutkimuksessa käytetty tilastollinen menetelmä edellä mainittujen muutoksien selvittämiseksi ei suoraan kerro merijään muutoksien aiheuttaneen ilmanpaineen muutoksia. On myös mahdollista, että ilmanpaineen muutokset ovat aiheuttaneet merijään muutoksia. Vaikka tilanne on monimutkainen, niin tutkimuksen tuloksien perusteella talviaikaisen merijään muutoksien ja mainittujen alueiden ilmanpaineen muutoksien välillä on selvä yhteys. Tämä viittaa siihen, että talviaikaisen merijään muutoksilla on yhteys keskileveysasteiden talviaikaisiin sääolosuhteisiin.
Syksyisen merijään väheneminen näyttää aiheuttavan talviaikaisen sulkukorkeapaineen esiintymisen lisääntymistä Pohjois-Euroopassa sekä pohjoisella Tyynellämerellä ja vähenemistä Pohjois-Atlantilla sekä Euraasian keskileveysasteilla. Pohjois-Atlantin sulkukorkeapaineiden väheneminen viittaa siihen, että syksyisen merijään väheneminen ei todennäköisesti ole aiheuttanut viimeaikaisia kylmiä talvia Euroopassa.
Talviaikaisen merijään väheneminen näyttää lisäävän sulkukorkeapaineiden esiintymistä laajemmalla alueella aliarktisilla alueilla. Tämän ansiosta kylmiä ilmamassoja pääsee useammin aliarktisilta alueilta keski- ja matalille leveysasteille pohjoisilla manneralueilla. Samanaikaisesti pohjoisnavan suuntaan liikkuu enemmän lämmintä ja kosteaa ilmaa.
Syksyisen merijään vähenemisestä näyttää seuraavan kylmien pakkasjaksojen yleistyminen sekä keskimääräisten talvilämpötilojen aleneminen Itä-Euroopasta Kiinaan ulottuvalla alueella, mikä johtuu sulkukorkeapaineiden esiintymisen lisääntymisestä Itä-Euroopassa. Talviaikaisen merijään väheneminen näyttää aiheuttavan kylmien pakkasjaksojen yleistymisen Pohjois-Amerikan keskileveysasteilla ja Keski-Aasiassa.
Tässä tutkimuksessa on saatu lisää todisteita talviaikaisen merijään vähenemisen vaikutuksesta pohjoisen pallonpuoliskon talviaikaisiin sääolosuhteisiin. Talviaikainen merijään vähenemisen merkitys näyttää olevan suurempi kuin syksyisen merijään vähenemisen. Tutkimuksen tulokset tukevat aiemmin ehdotettua mekanismia, jossa merijään väheneminen lisää kosteuden haihtumista, mikä aikaistaa lumipeitteen tulemista korkeilla leveysasteilla. Lumipeite eristää maaperän ja pinta jäähtyy nopeammin, mikä siirtää tuuliolosuhteita etelämmäksi. Korkeapaineiden yleistyminen voimistaa viilenemistä ja pakkasjaksojen todennäköisyys lisääntyy.
Jos tutkimuksessa esitetyt yhteydet merijään vähenemisen ja kylmien talvien välillä pitävät paikkansa, niin jatkossa olisi odotettavissa kylmien talvien jatkuvan merijään yhä vähentyessä ilmakehän kasvihuonekaasupitoisuuksien lisääntyessä.
Lähde:
Qiuhong Tang et al 2013, Cold winter extremes in northern continents linked to Arctic sea ice loss, Environ. Res. Lett. 8 014036 doi:10.1088/1748-9326/8/1/014036. [tiivistelmä, koko artikkeli]
Lisätietoja:
Lumipeitteen muutokset eri kuukausina (Rutgersin yliopisto). Vasemmalla voi valita kuukauden kohdan ”MONTH” nuolista. Huomatkaa, kuinka 2000 luvulla alkutalven lumipeite on lisääntynyt ja lopputalven lumipeite vähentynyt.
Weather and Climate Summit – Day 3, Dr. Jennifer Francis. Jennifer Francisin (joka on yksi tämän uuden tutkimusartikkelin kirjoittajista) aiheeseen liittyvä luentovideo. Videon kesto on noin 1h 50min.
Aiheeseen liittyvä tutkimusartikkelilistaus
Aiempia juttujamme aiheesta:
Kaksi edellistä kylmää talvea olivat erittäin lämpimiä
Pohjoisen pallonpuoliskon lumipeite vähenee
Lisääntyneet lumi- ja vesisateet sekä tulvat voivat olla seurausta ilmaston lämpenemisestä
Kasvihuonekaasupäästöt vaikuttaneet Euroopan talvilämpötilaan jo 1600-luvulta saakka
Ilmastotieto 