Arktički morski led se smanjuje kako svet nastavlja da se zagreva, a nova studija koju vode istraživači iz Penn Stejta može pružiti bolje razumevanje kako gubitak ovog leda može uticati na dnevno vreme u srednjim geografskim širinama, uključujući Sjedinjene Države.
Istraživači su koristili klimatske modele i pristup mašinskom učenju da bi otkrili uticaj gubitka ledenog mora na budućnost velikih meteoroloških obrazaca u Severnoj Americi. Oni su objavili u Journal of Climate da je gubitak ledenog mora de-amplifikovao ove obrasce i njihov uticaj na temperaturu blizu površine – što znači, na primer, hladni vremenski događaji mogu biti manje hladni.
„Arktik je generalno izvor hladnog vazduha za nas kada imamo ove zaista hladne događaje“, rekla je Melisa Gervais, docent na Odeljenju za meteorologiju i atmosferske nauke u Penn Stejtu i glavni autor studije.
„Kako se zagrevanje nastavlja, znamo da će Arktik biti manje hladan. Ono što nam ovaj rad pokazuje jeste da gubitak morskog leda takođe menja vremenske obrasce koji donose hladan vazduh u srednje geografske širine. Dakle, zagrevanje i jedno i drugo iscrpljuje vaš izvor hladan vazduh i otežava transport“.
Morski led deluje kao ćebe iznad okeana, sprečavajući topliju vodu da izgubi toplotu u atmosferi, rekao je Gervais. Kada led nestane, toplota iz okeana može ući u atmosferu i stvoriti sistem niskog pritiska iznad mesta gde je led bio, što rezultira manjim transportom hladnog arktičkog vazduha u druge delove Zemlje, rekli su naučnici.
Kako se morski led topi, Arktik se zagreva brže od ostatka planete, proces koji se naziva arktičko pojačanje. I dok se očekivalo da će se manje hladnog vazduha transportovati sa Arktika u srednje geografske širine u ovim uslovima, nova studija je omogućila istraživačima da dublje ispitaju mehanizme odgovorne za ove promene.
„Naše istraživanje nam je omogućilo da kopamo malo dublje u ono što se dešava“, rekao je Gervais. „Uspeli smo da vidimo da pored uticaja arktičkog pojačanja, postoji i uticaj na stvarnu cirkulaciju ili protok u atmosferi.“
Da bi testirali uticaj na vremenske obrasce, naučnici su pokrenuli klimatski model prema dva scenarija – jedan sa nivoom leda u skladu sa 1980-im i 1990-im, a drugi sa smanjenim nivoom leda koji se očekuje do kraja veka.
Koristili su samoorganizovane mape, metod mašinskog učenja, da klasifikuju obrasce dnevnog vremena u troposferi, najnižem sloju Zemljine atmosfere gde se dešava većina vremenskih prilika. Zatim su istražili kako se ti opšti vremenski obrasci pretvaraju u varijable koje su bliže površini.
„Bez korišćenja ove metode mašinskog učenja, ne bismo bili u stanju da zaista robusno razumemo uključene procese“, rekao je Gervais. „Za ovakve studije, gde koristimo veliki obim simulacija klimatskih modela, ne možemo da pronađemo ove obrasce ručno.“
Jedan vremenski obrazac na koji je posebno uticao gubitak morskog leda uključivao je anomalije hladnog vremena iznad Severne Amerike. Obrazac je povezan sa jakim hladnim anomalijama, koje su dostigle otprilike 29°F u trenutnim uslovima morskog leda, ali su se značajno zagrejale u scenarijima sa manje morskog leda, rekli su naučnici.
„Otkrili smo da kada izgubimo morski led, ne samo da se ta anomalija smanjuje, već zapravo postaje topao obrazac“, rekao je Gervais. „Dakle, isti obrazac u gornjoj atmosferi sada zapravo donosi toplije temperature blizu površine.“
