L'Artico ha subito un'ondata di caldo estremo nel febbraio 2018. La temperatura al Polo Nord è salita alle stelle fino al punto di fusione del ghiaccio, che è di circa 30-35 gradi (17-19 gradi Celsius) al di sopra del normale. Studi recenti indicano che la massa dei ghiacciai artici è diminuita significativamente dagli anni '80 di oltre il 70%. Questi improvvisi cambiamenti climatici hanno interessato non solo le regioni artiche, ma anche l'acqua, nesso di sicurezza alimentare ed energetica in tutto il mondo. Questo è il motivo per cui gli scienziati del clima di tutto il mondo stanno prestando sempre maggiore attenzione a questo modello di riscaldamento accelerato, comunemente indicato come "amplificazione artica".

Un team internazionale di ricercatori, tra cui la professoressa Sarah Kang e DoYeon Kim nella School of Urban and Environmental Engineering dell'UNIST, ora riferiscono che le concentrazioni locali di gas serra sembrano essere attribuibili all'amplificazione artica.

Pubblicato nel numero di novembre 2018 di Cambiamenti climatici naturali , il loro studio sulla causa dell'amplificazione artica mostra che le concentrazioni locali di gas serra e i feedback climatici artici superano altri processi. Questo studio è stato condotto dall'assistente del capo progetto Malte F. Stuecker dell'IBS Center for Climate Physics (ICCP) di Busan, Corea del Sud, con collaboratori internazionali, compresi gli Stati Uniti, Australia e Cina.

Le osservazioni a lungo termine delle temperature superficiali mostrano un aumento del riscaldamento superficiale in Canada, Siberia, Alaska e Oceano Artico rispetto all'aumento della temperatura media globale. L'amplificazione artica è coerente con i modelli informatici che simulano la risposta all'aumento delle concentrazioni di gas serra. Però, i processi fisici sottostanti per il riscaldamento intensificato rimangono sfuggenti.

Utilizzando nuove simulazioni al computer, gli scienziati sono stati in grado di confutare le ipotesi suggerite in precedenza che enfatizzavano il ruolo del trasporto di calore dai tropici ai poli come uno dei principali contributori al riscaldamento amplificato nell'Artico.

"Il nostro studio mostra chiaramente che la forzatura locale dell'anidride carbonica e i feedback polari sono più efficaci nell'amplificazione artica rispetto ad altri processi, " afferma l'assistente capo progetto Malte F. Stuecker, il corrispondente autore dello studio.

Aumento dell'anidride carbonica antropogenica (CO ₂ ) le concentrazioni intrappolano il calore nell'atmosfera, che porta al riscaldamento della superficie. I processi regionali possono quindi amplificare o attenuare ulteriormente questo effetto, creando così il modello tipico del riscaldamento globale. Nella regione artica, il riscaldamento della superficie riduce l'estensione della neve e del ghiaccio marino, che a sua volta diminuisce la riflettività della superficie. Di conseguenza, più luce solare può raggiungere la parte superiore degli strati del suolo e dell'oceano, portando a un riscaldamento accelerato. Per di più, i cambiamenti nelle nuvole artiche e nel profilo verticale della temperatura atmosferica possono aumentare il riscaldamento nelle regioni polari.

Oltre a questi fattori, il calore può essere trasportato nell'Artico dai venti. "Vediamo questo processo, ad esempio, durante gli eventi di El Niño. riscaldamento tropicale, causati da El Niño o da emissioni di gas serra antropogeniche, può causare cambiamenti globali nei modelli meteorologici atmosferici, che possono portare a cambiamenti delle temperature superficiali in regioni remote come l'Artico, " ha detto Kyle Armatura, co-autore dello studio e professore di Scienze Atmosferiche e Oceanografia presso l'Università di Washington.

Inoltre, il riscaldamento globale al di fuori della regione artica porterà anche ad un aumento delle temperature dell'Oceano Atlantico. Le correnti oceaniche come la Corrente del Golfo e la deriva del Nord Atlantico possono quindi trasportare le acque più calde nell'Oceano Artico, dove potrebbero sciogliere il ghiaccio marino e causare un'ulteriore amplificazione a causa di processi locali.

Per determinare se il riscaldamento tropicale, il vento atmosferico e i cambiamenti della corrente oceanica contribuiscono alla futura amplificazione dell'Artico, il team ha progettato una serie di simulazioni di modelli al computer. "Confrontando le simulazioni con la sola CO . artica ₂ cambiamenti con simulazioni che applicano CO ₂ globalmente, troviamo modelli di riscaldamento artici simili. Questi risultati dimostrano che i processi fisici remoti al di fuori delle regioni polari non svolgono un ruolo importante, contrariamente ai suggerimenti precedenti, " dice la coautrice Cecilia Bitz, professore di Scienze dell'atmosfera presso l'Università di Washington.

Ai tropici, l'aria alimentata da alte temperature e umidità può facilmente spostarsi fino ad alta quota, il che significa che l'atmosfera è instabile. In contrasto, l'atmosfera artica è molto più stabile rispetto al movimento verticale dell'aria. Questa condizione aumenta la CO ₂ riscaldamento indotto nell'Artico vicino alla superficie. A causa dell'atmosfera instabile ai tropici, CO ₂ riscalda principalmente l'atmosfera superiore e l'energia viene facilmente dispersa nello spazio. Questo è l'opposto di ciò che accade nell'Artico:meno radiazioni infrarosse in uscita fuoriescono dall'atmosfera, che amplifica ulteriormente il riscaldamento intrappolato in superficie.

"Le nostre simulazioni al computer mostrano che questi cambiamenti nel profilo verticale della temperatura atmosferica nella regione artica superano altri fattori di feedback regionali, come il feedback spesso citato di ghiaccio-albedo, "dice Malte Stuecker.

I risultati di questo studio evidenziano l'importanza dei processi artici nel controllare il ritmo con cui il ghiaccio marino si ritirerà nell'Oceano Artico. I risultati sono importanti anche per capire quanto siano sensibili gli ecosistemi polari, Il permafrost artico e la calotta glaciale della Groenlandia risponderanno al riscaldamento globale.