一位客人帖子亚历山德拉博士Jahn.，助理教授大气和海洋科学系biwei6868和伙伴在北极和高山研究所在科罗拉多大学。
每年围绕这个时间，许多人在预期海冰覆盖的年度最低限度时，很多人都会关注北极。
在冬季结束时达到年高峰范围后，北极海冰融化为温度升高，春季升至夏季。然后海冰在9月的某个时候击中其最小程度。
自979年卫星记录开始以来，9月份北极海冰覆盖率下跌约13％。目前的记录低于2012年9月16日录制的，当时冰陷入困境3.41米平方公里。
1979年至2015年9月平均每月北极海冰范围（每十年的13.4％）。来源：nsidc.
如此明显的海冰下降引发了这样一个问题:什么时候北极将首次迎来无冰的夏季?在我们上周发表的新研究中《地球物理研究快报，我们考虑是否可以将此降至特定年份。
什么时候无冰是无冰的？
首先，我们需要明确什么是北极夏季的“无冰”。
通过“无冰”，科学家通常意味着海冰范围小于一百万平方公里，而不是零海冰盖。
这有一个充分的理由。北极海冰不刚在中央北冰洋中发现，也沿着美国，格陵兰，俄罗斯和加拿大的北海岸线，以及加拿大北极群岛的狭窄渠道。在这些地区比中央北冰洋更厚。
因此，科学家预计，海冰会出现在中央北冰洋中的时间长一点。这意味着海冰继续下降，我们将达到中央北极海洋大部分冰块的观点，但冰的残余仍将沿着加拿大，阿拉斯加和格陵兰岛的北部海岸线。因此，科学家选择了一百万平方公里的阈值来代表一个实际上无冰的北冰洋。
2016年8月14日北极海冰范围（5.61米平方公里）。橙色线在当天显示1981年至2010年中位数。黑色十字架表示地理北极。信用：nsidc.
值得注意的是，一百万平方公里的阈值很大程度上是象征性的。来自更开放的北冰洋的影响 - 例如栖息地的衰落北极熊和其他北冰洋动物,沿海侵蚀增加和开放的开放航线- 将在此之前持续很久。
相反，像全球温度升起一样比工业化前水平高出1摄氏度，或大气二氧化碳浓度达到每百万份400份，这是人类导致气候变化的令人不安的里程碑。
预测的不确定性
来自不同的仿真气候模型给出了广泛的答案当北极首先变得无冰时，预测从2005年到2100之后。大多数模型表明它会在某个时候发生21世纪中叶。
各种研究试图缩小这个范围选择模型的子集这最好地反映了观察结果纠正模型偏差。
然而，到目前为止没有研究已经询问了实际上有可能缩小这些预测的问题。正如天气预报本质上受到大气的混沌性质的那样，气候预测具有固有的不确定性，限制了我们可以实现的预测准确性 - 即使使用最佳型号。
海冰在葡萄干湾。信用：A. Jahn。
在无冰夏天的预测中有三个主要的不确定性来源：气候系统的自然变异性，人类将如何通过减少温室气体排放和模型技能来解决气候变化的速度。
今年是自然变异性如何使预测令人棘手的一个很好的例子。
经过一个异常温暖的冬天北极海冰在3月最多在卫星记录中的最小时钟。这导致了一些推测2016年可能会打破2012年夏季海冰最低记录。然而，夏天一段凉爽的暴风雨天气意味着现在不大可能。北极海冰现在大致上被追踪为第三夏季范围记录。
在我们的研究中，我们测试了自然可变性如何影响无冰夏的长期可预测性，使用21世纪气候的40个模拟地球系统模型。
通过在略有不同的初始条件下运行许多模拟，我们能够评估气候系统对北极海冰可预测性的自然波动的影响。我们发现，天然可比性造成的北极海冰预测的不确定性达到了大约二十年。
这意味着单独的自然变异性限制了我们如何在一个大约20年的窗口到达冰夏天的预测。
排放的途径
接下来，我们考虑了第二个预测不确定性 - 21世纪温室气体排放率。北极海冰融化的速度将取决于我们能够削减全球排放量的速度，并减慢升高的温度速度。
我们比较模拟模拟在高排放量（RCP8.5）的途径下，适度排放（RCP4.5）。我们发现排放路径的选择在预测无冰夏天的不确定性中增加了五年。
因此，考虑到模型预测的三个主要不确定性中的两个，使我们预测了25年的预测不确定性。
我们的模拟在2032和2053之间的高排放途径和2043到2058之间以2032和2053之间的某个点处放置了第一冰北极夏季。但是，这是一个模型中的预测不确定性（社区地球系统模型)。
模型差异
如前所述，当北极首先是无冰时，模型非常不同意。因此，我们发现预测不确定性的估计在规模的低端 - 在考虑模型物理和技能的差异之前。
这意味着，即使未来各模型对北极海冰的预测能够达成更好的一致，但由于自然变化，我们也无法将对无冰北极的预测缩小到20年以内。如果我们把不同排放途径的不确定性考虑进去，也可以缩短到不到25年。
顺便提一句:排放路径对我们何时能看到连续的无冰夏季有很大的影响。例如，在高排放路径下，在我们的模拟中，从21世纪60年代末开始，北极在9月份一直是无冰的。相比之下，在温和路径下，到2080年，持续无冰的夏季只出现在少数模型模拟中。
总之，我们的研究结果表明，我们不能用不到25年的不确定性来预测北极无冰夏季的时间。
但是，虽然天气和气候的自然波动会确切地影响北极夏季何时开始无冰，但我们可以相当肯定，如果不大幅削减温室气体排放，这将在本世纪末之前很久发生。
本届客户文章基于以下日记论文：Jahn，A.等。（2016）可预测的是夏季无冰北极的时机，地球物理研究字母，DOI：10.1002 / 2016GL070067
简要
专家分析直接到您的收件箱。
通过电子邮件获得每日或每周围绕碳简报选择的所有重要文章和论文。必威手机官网通过输入您的电子邮件地址，您可以根据我们的数据同意您的数据隐私政策。