Википедија

Поларна амплификација

Нема проверени преработки на оваа страница, што значи дека можеби не е проверено дали се придржува до стандардите.

Поларното засилување е феноменот дека секоја промена во нето рамнотежата на зрачење (на пример, засилување на стаклена градина) има тенденција да произведе поголема промена на температурата во близина на половите отколку во планетарниот просек. [1] Ова обично се нарекува сооднос на поларното затоплување со тропското затоплување. На планета со атмосфера што може да ја ограничи емисијата на долгобрановото зрачење во вселената ( ефект на стаклена градина ), температурите на површината ќе бидат потопли отколку што би предвидела едноставна пресметка на температурата на планетарна рамнотежа . Онаму каде што атмосферата или обемниот океан може да ја пренесе топлината кон половите, половите ќе бидат потопли, а екваторијалните региони поладни отколку што би предвиделе нивните локални нето рамнотежи на радијација. [2] Половите ќе доживеат најмногу ладење кога глобалната средна температура е пониска во однос на референтната клима; алтернативно, половите ќе доживеат најголемо затоплување кога просечната глобална температура ќе биде повисока. [1]

NASA GISS температурен тренд 2000–2009 година, покажувајќи силно арктичко засилување

Во крајност, се смета дека планетата Венера доживеала многу големо зголемување на ефектот на стаклена градина во текот на својот животен век, [3] толку многу што нејзините полови се загреале доволно за да ја направат температурата на нејзината површина ефективно изотермална (без разлика помеѓу половите и екваторот). . [4] [5] На Земјата, водената пареа и гасовите во трагови обезбедуваат помал ефект на стаклена градина, а атмосферата и големите океани обезбедуваат ефикасен транспорт на топлина кон полот. И палеоклиматските промени и неодамнешните промени на глобалното затоплување покажаа силно поларно засилување, како што е опишано подолу.

Арктичко амплифицирање е поларно засилување само на Северниот Пол на Земјата;

Антарктичкото амплифицирање е онаа на Јужниот пол .

Историја

уреди

Студија заснована на набљудување поврзана со засилување на Арктикот беше објавена во 1969 година од Михаил Будико, [6] и заклучокот од студијата е сумиран како „Загубата на морскиот мраз влијае на температурите на Арктикот преку површинската албедо повратна информација“. [7] [8] Истата година, сличен модел беше објавен од Вилијам Д. Селерс . [9] Двете студии привлекоа значајно внимание бидејќи ја навестија можноста за неизбежен позитивен фидбек во рамките на глобалниот климатски систем. [10] Во 1975 година, Манабе и Ветералд го објавија првиот донекаде веродостоен модел на општа циркулација кој ги разгледуваше ефектите од зголемувањето на стакленички гасови . Иако е ограничен на помалку од една третина од земјината топка, со „мочуриште“ океан и само копнена површина на големи географски широчини, тој покажа дека Арктикот се загрева побрзо од тропските предели (како и сите следни модели). [11]

Амплификација

уреди

Механизми за Амплификација

уреди

Повратните информации поврзани со морскиот мраз и снежната покривка се широко цитирани како една од главните причини за копненото поларно засилување. [12] [13] [14] Овие повратни информации се особено забележани во локалното поларно засилување, [15] иако неодамнешната работа покажа дека повратните информации за брзината на пропустот веројатно се подеднакво важни како повратните информации за мраз-албедо за засилување на Арктикот. [16] Поддржувајќи ја оваа идеја, големо засилување е забележано и во световите на модели без мраз или снег. [17] Се чини дека произлегува и од (евентуално минливо) засилување на транспортот на топлина кон пол и подиректно од промените во локалната нето рамнотежа на зрачење. [17] Локалната радијациона рамнотежа е од клучно значење бидејќи севкупното намалување на зрачењето со долг бранови ќе произведе поголемо релативно зголемување на нето зрачењето во близина на половите отколку во близина на екваторот. [16] Така, помеѓу повратните информации за стапката на пропуст и промените во локалната радијациона рамнотежа, голем дел од поларното засилување може да се припише на промените во појдовното зрачење со долг бран. [15] [18] Ова е особено точно за Арктикот, додека покачениот терен на Антарктикот го ограничува влијанието на повратните информации за стапката на пропуст. [16] [19]

Некои примери на повратни информации за климатскиот систем за кои се смета дека придонесуваат за неодамнешното поларно засилување вклучуваат намалување на снежната покривка и морскиот мраз, промените во атмосферската и океанската циркулација, присуството на антропогена саѓи во арктичката средина и зголемување на облачноста и водена пареа. [13] Присилувањето на CO 2 исто така се припишува на поларното засилување. [20] Повеќето студии ги поврзуваат промените на морскиот мраз со поларното засилување. [13] Обемот на мразот и дебелината влијаат на поларното засилување. Климатските модели со помала основна површина на морски мраз и потенка покриеност со морски мраз покажуваат посилно поларно засилување. [21] Некои модели на модерна клима покажуваат засилување на Арктикот без промени во снежната и ледената покривка. [22]

Поединечните процеси кои придонесуваат за поларното затоплување се клучни за разбирање на климатската чувствителност . [23] Поларното затоплување влијае и на многу екосистеми, вклучувајќи ги морските и копнените екосистеми, климатските системи и човечката популација. [20] Поларното засилување во голема мера е поттикнато од локални поларни процеси со тешко далечинско принудување, додека поларното затоплување е регулирано со тропско и средна ширина. [24] Овие влијанија на поларното засилување доведоа до континуирано истражување наспроти глобалното затоплување.

Циркулација на океанот

уреди

Се проценува дека 70% од глобалната енергија на ветерот се пренесува во океанот и се одвива во рамките на Антарктичката циркумполарна струја (ACC). На крајот, подигањето поради стресот од ветерот транспортира студени антарктички води преку атлантската површинска струја, додека ги загрева над екваторот и ги внесува во арктичката средина. Ова особено се забележува на високите географски ширини. Така, затоплувањето на Арктикот зависи од ефикасноста на глобалниот океански транспорт и игра улога во поларниот ефект на нишање.

Намалениот кислород и ниската pH вредност за време на Ла Ниња се процеси кои корелираат со намаленото примарно производство и поизразениот проток на океанските струи кон полот. [25] Предложено е дека механизмот на зголемени аномалии на температурата на воздухот на Арктикот за време на периодите Ла Ниња на ENSO може да се припише на Тропски возбудениот механизам за затоплување на Арктикот (TEAM), кога брановите Росби се шират повеќе кон половите, што доведува до динамика на брановите и зголемување на надолната инфрацрвено зрачење. [1] [26]

Фактор на амплификација

уреди

Поларната амплификација е квантифицира во однос на факторот на амплификација, генерално дефиниран како однос на одредена промена во поларната температура до соодветната промена во пошироката просечна температура:

   ,

каде   е промена на поларната температура и    е, на пример, соодветна промена на просечната глобална температура.

Вообичаени имплементации ги дефинираат температурните промени директно како аномалии во површинската температура на воздухот во однос на неодамнешен референтен интервал (обично 30 години). Други користат однос на варијансите на површинската температура на воздухот во подолг интервал.[27]

Фаза на Амплификација

уреди
 
Температурните трендови во Западен Антарктик (лево) значително го надминаа глобалниот просек; Источен Антарктик помалку.

Се забележува дека затоплувањето на Арктикот и Антарктикот обично се одвива неусогласено поради орбиталното форсирање, што резултира со таканаречениот поларен ефект на нишење. [28]

Палеоклиматско поларно засилување

уреди

Глацијалните / интерглацијалните циклуси на на плеистоценот обезбедуваат широки палеоклиматски докази за поларно засилување, и од Арктикот и од Антарктикот. [29] Особено, зголемувањето на температурата од последниот глацијален максимум пред 20,000 години дава јасна слика. Прокси температурните записи од Арктикот (Гренланд) и од Антарктикот укажуваат на фактори на поларна амплификација од редот на 2.0. [29]

Неодамнешно засилување на Арктикот

уреди
 
Темната површина на океанот рефлектира само 6 отсто од дојдовното сончево зрачење, додека морскиот мраз од 50 до 70 отсто. [30]

Предложени механизми кои водат до забележаната арктичка амплификација вклучуваат пад на арктичкиот морски мраз ( отворената вода рефлектира помалку сончева светлина од морскиот мраз ), атмосферскиот пренос на топлина од екваторот до Арктикот, [31] и повратната информација за стапката на пропуст . [16]


Арктикот историски беше опишан како затоплување двапати побрзо од глобалниот просек, но оваа проценка се базираше на постари набљудувања кои го пропуштија поновото забрзување. До 2021 година, имаше доволно податоци за да се покаже дека Арктикот се затоплил трипати побрзо од глобалниот просек - 3,1°C помеѓу 1971 и 2019 година, за разлика од глобалното затоплување од 1°C во истиот период. Дополнително, оваа проценка го дефинира Арктикот како сè над 60-тиот паралел северно, или цела третина од северната хемисфера: во 2021–2022 година, беше утврдено дека од 1979 година, затоплувањето во рамките на Арктичкиот круг (над 66-тиот паралел) било речиси четирипати побрзо од глобалниот просек. Во рамките на Арктичкиот круг, уште поголема арктичка амплификација се случува во областа на Баренцовото Море, со топли точки околу Западната Шпицбергенска струја: временските станици лоцирани на нејзиниот пат бележат декадно затоплување до седум пати побрзо од глобалниот просек. Ова предизвика загриженост дека за разлика од остатокот од арктичкиот морски мраз, ледената покривка во Баренцовото Море може трајно да исчезне дури и при глобално затоплување од 1,5 степени.

Забрзувањето на арктичката амплификација не било линеарно: анализа од 2022 година откри дека се случило во два остри чекори, првиот околу 1986 година, а вториот по 2000 година. Првото забрзување се припишува на зголемувањето на антропогениот радијациски форсинг во регионот, што е веројатно поврзано со намалувањето на загадувањето со сулфурни аеросоли во стратосферата во Европа во 1980-тите години за да се бори против киселинскиот дожд. Бидејќи сулфатните аеросоли имаат ефект на ладење, нивното отсуство веројатно ги зголемило арктичките температури до 0,5 степени Целзиусови. Второто забрзување нема позната причина, поради што не се појави во ниту еден климатски модел. Веројатно е пример на мулти-декадна природна варијабилност, како предложената врска помеѓу арктичките температури и Атлантската мулти-декадна осцилација (AMO), во кој случај може да се очекува да се врати во иднина. Сепак, дури и првото зголемување на арктичката амплификација беше точно симулирано само од дел од тековните CMIP6 модели.

Можни влијанија на времето на средна географска ширина

уреди
  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 Lee, Sukyoung (January 2014). „A theory for polar amplification from a general circulation perspective“ (PDF). Asia-Pacific Journal of the Atmospheric Sciences. 50 (1): 31–43. Bibcode:2014APJAS..50...31L. doi:10.1007/s13143-014-0024-7. Грешка во наводот: Неважечка ознака <ref>; називот „Polar amplification“ е зададен повеќепати со различна содржина.
  2. ↑ Pierrehumbert, R. T. (2010). Principles of Planetary Climate. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-86556-2.
  3. ↑ Kasting, J. F. (1988). „Runaway and moist greenhouse atmospheres and the evolution of Earth and Venus“. Icarus. 74 (3): 472–94. Bibcode:1988Icar...74..472K. doi:10.1016/0019-1035(88)90116-9. PMID 11538226.
  4. ↑ Williams, David R. (15 April 2005). „Venus Fact Sheet“. NASA. Посетено на 2007-10-12.
  5. ↑ Lorenz, Ralph D.; Lunine, Jonathan I.; Withers, Paul G.; McKay, Christopher P. (2001). „Titan, Mars and Earth: Entropy Production by Latitudinal Heat Transport“ (PDF). Ames Research Center, University of Arizona Lunar and Planetary Laboratory. Посетено на 2007-08-21.
  6. ↑ Budyko, M.I. (1969). „The effect of solar radiation variations on the climate of the Earth“. Tellus. 21 (5): 611–9. Bibcode:1969Tell...21..611B. doi:10.3402/tellusa.v21i5.10109.
  7. ↑ Cvijanovic, Ivana; Caldeira, Ken (2015). „Atmospheric impacts of sea ice decline in CO2 induced global warming“ (PDF). Climate Dynamics. 44 (5–6): 1173–86. Bibcode:2015ClDy...44.1173C. doi:10.1007/s00382-015-2489-1.
  8. ↑ „Ice in Action: Sea ice at the North Pole has something to say about climate change“. YaleScientific. 2016.
  9. ↑ Sellers, William D. (1969). „A Global Climatic Model Based on the Energy Balance of the Earth-Atmosphere System“. Journal of Applied Meteorology. 8 (3): 392–400. Bibcode:1969JApMe...8..392S. doi:10.1175/1520-0450(1969)008<0392:AGCMBO>2.0.CO;2.
  10. ↑ Oldfield, Jonathan D. (2016). „Mikhail Budyko's (1920–2001) contributions to Global Climate Science: from heat balances to climate change and global ecology“. Advanced Review. 7 (5): 682–692. Bibcode:2016WIRCC...7..682O. doi:10.1002/wcc.412.
  11. ↑ Manabe, Syukoro; Wetherald, Richard T. (1975). „The Effects of Doubling the CO2 Concentration on the Climate of a General Circulation Model“. Journal of the Atmospheric Sciences. 32 (1): 3–15. Bibcode:1975JAtS...32....3M. doi:10.1175/1520-0469(1975)032<0003:TEODTC>2.0.CO;2.
  12. ↑ „Radiative forcing and climate response“. Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 102 (D6): 6831–64. 1997. Bibcode:1997JGR...102.6831H. doi:10.1029/96jd03436.
  13. ↑ 13,0 13,1 13,2 „IPCC AR5 – Near-term Climate Change: Projections and Predictability (Chapter 11 / page 983 )“ (PDF). 2013.
  14. ↑ Pistone, Kristina; Eisenman, Ian; Ramanathan, Veerabhadran (2019). „Radiative Heating of an Ice-Free Arctic Ocean“. Geophysical Research Letters (англиски). 46 (13): 7474–7480. Bibcode:2019GeoRL..46.7474P. doi:10.1029/2019GL082914.
  15. ↑ 15,0 15,1 Bekryaev, Roman V.; Polyakov, Igor V.; Alexeev, Vladimir A. (2010-07-15). „Role of Polar Amplification in Long-Term Surface Air Temperature Variations and Modern Arctic Warming“. Journal of Climate (англиски). 23 (14): 3888–3906. Bibcode:2010JCli...23.3888B. doi:10.1175/2010JCLI3297.1. ISSN 0894-8755.
  16. ↑ 16,0 16,1 16,2 16,3 Goosse, Hugues; Kay, Jennifer E.; Armour, Kyle C.; Bodas-Salcedo, Alejandro; Chepfer, Helene; Docquier, David; Jonko, Alexandra; Kushner, Paul J.; Lecomte, Olivier (December 2018). „Quantifying climate feedbacks in polar regions“. Nature Communications. 9 (1): 1919. Bibcode:2018NatCo...9.1919G. doi:10.1038/s41467-018-04173-0. PMC 5953926. PMID 29765038. Грешка во наводот: Неважечка ознака <ref>; називот „Goosse2018“ е зададен повеќепати со различна содржина.
  17. ↑ 17,0 17,1 „Polar amplification of surface warming on an aquaplanet in "ghost forcing" experiments without sea ice feedbacks“. Climate Dynamics. 24 (7–8): 655–666. 2005. Bibcode:2005ClDy...24..655A. doi:10.1007/s00382-005-0018-3.
  18. ↑ Payne, Ashley E.; Jansen, Malte F.; Cronin, Timothy W. (2015). „Conceptual model analysis of the influence of temperature feedbacks on polar amplification“. Geophysical Research Letters (англиски). 42 (21): 9561–9570. Bibcode:2015GeoRL..42.9561P. doi:10.1002/2015GL065889. ISSN 1944-8007.
  19. ↑ Hahn, L. C.; Armour, K. C.; Battisti, D. S.; Donohoe, A.; Pauling, A. G.; Bitz, C. M. (28 August 2020). „Antarctic Elevation Drives Hemispheric Asymmetry in Polar Lapse Rate Climatology and Feedback“. Geophysical Research Letters. 47 (16). Bibcode:2020GeoRL..4788965H. doi:10.1029/2020GL088965.
  20. ↑ 20,0 20,1 Stuecker, Malte F.; Bitz, Cecilia M.; Armour, Kyle C.; Proistosescu, Cristian; Kang, Sarah M.; Xie, Shang Ping; Kim, Doyeon; McGregor, Shayne; Zhang, Wenjun (December 2018). „Polar amplification dominated by local forcing and feedbacks“. Nature Climate Change (англиски). 8 (12): 1076–1081. Bibcode:2018NatCC...8.1076S. doi:10.1038/s41558-018-0339-y. ISSN 1758-6798.
  21. ↑ Holland, M. M.; Bitz, C. M. (2003-09-01). „Polar amplification of climate change in coupled models“. Climate Dynamics (англиски). 21 (3): 221–232. Bibcode:2003ClDy...21..221H. doi:10.1007/s00382-003-0332-6. ISSN 1432-0894.
  22. ↑ Pithan, Felix; Mauritsen, Thorsten (February 2, 2014). „Arctic amplification dominated by temperature feedbacks in contemporary climate models“. Nature Geoscience. 7 (3): 181–4. Bibcode:2014NatGe...7..181P. doi:10.1038/ngeo2071.
  23. ↑ Taylor, Patrick C.; Cai, Ming; Hu, Aixue; Meehl, Jerry; Washington, Warren; Zhang, Guang J. (2013-09-09). „A Decomposition of Feedback Contributions to Polar Warming Amplification“. Journal of Climate. American Meteorological Society. 26 (18): 7023–7043. Bibcode:2013JCli...26.7023T. doi:10.1175/jcli-d-12-00696.1. ISSN 0894-8755.
  24. ↑ Stuecker, Malte F.; Bitz, Cecilia M.; Armour, Kyle C.; Proistosescu, Cristian; Kang, Sarah M.; Xie, Shang-Ping; Kim, Doyeon; McGregor, Shayne; Zhang, Wenjun (December 2018). „Polar amplification dominated by local forcing and feedbacks“. Nature Climate Change (англиски). 8 (12): 1076–1081. Bibcode:2018NatCC...8.1076S. doi:10.1038/s41558-018-0339-y. ISSN 1758-6798.
  25. ↑ Sung Hyun Nam; Hey-Jin Kim; Uwe Send (November 23, 2011). „Amplification of hypoxic and acidic events by La Niña conditions on the continental shelf off California“. Geophysical Research Letters. 83 (22): L22602. Bibcode:2011GeoRL..3822602N. doi:10.1029/2011GL049549.
  26. ↑ Sukyoung Lee (June 2012). „Testing of the Tropically Excited Arctic Warming Mechanism (TEAM) with Traditional El Niño and La Niña“. Journal of Climate. 25 (12): 4015–22. Bibcode:2012JCli...25.4015L. doi:10.1175/JCLI-D-12-00055.1.
  27. ↑ Kobashi, T.; Shindell, D. T.; Kodera, K.; Box, J. E.; Nakaegawa, T.; Kawamura, K. (2013). „On the origin of multidecadal to centennial Greenland temperature anomalies over the past 800 yr“. Climate of the Past. 9 (2): 583–596. Bibcode:2013CliPa...9..583K. doi:10.5194/cp-9-583-2013. |hdl-access= бара |hdl= (help)
  28. ↑ Kyoung-nam Jo; Kyung Sik Woo; Sangheon Yi; Dong Yoon Yang; Hyoun Soo Lim; Yongjin Wang; Hai Cheng; R. Lawrence Edwards (March 30, 2014). „Mid-latitude interhemispheric hydrologic seesaw over the past 550,000 years“. Nature. 508 (7496): 378–382. Bibcode:2014Natur.508..378J. doi:10.1038/nature13076. PMID 24695222.
  29. ↑ 29,0 29,1 James Hansen; Makiko Sato; Gary Russell; Pushker Kharecha (September 2013). „Climate sensitivity, sea level and atmospheric carbon dioxide“. Philosophical Transactions of the Royal Society A. 371 (2001). arXiv:1211.4846. Bibcode:2013RSPTA.37120294H. doi:10.1098/rsta.2012.0294. PMC 3785813. PMID 24043864.
  30. ↑ „Thermodynamics: Albedo“. NSIDC.
  31. ↑ „Arctic amplification“. NASA. 2013.
Преземено од „https://mk.wikipedia.org/wiki/Поларна_амплификација“