深入:了解改变北极风暴的影响

船只接近北极,几个事件比北极风暴带来更大的风险。

北极风暴会引发极端大风,搅动大海,使波增加几米。这不仅使水手们在海上生活难以忍受,但也使导航北极-和它的冰山更具挑战性。

大风还可以通过海冰撕裂,导致分开,在不同的方向离开。越来越多领域的研究表明,在狂风的影响海冰可能比以前所认为的——和潜在的显著预测未来的冰的损失。

有新兴的证据也表明,北极风暴会影响天气远离两极。

”简短的回答是有一些对北极的中纬度气旋的影响,但我们不知道发生的规律性,”说Ola佩尔森博士极地气象学家,美国国家海洋和大气管理局(美国国家海洋和大气管理局)。

皮尔森是一个600人参加的马赛克,有史以来最大的北极考察队未遂。(必威手机官网碳简短最近加入了远征的前6周)。

作为这次探险的一部分,佩尔森和他的同事们建立一个数组的仪器来测量不同方面的北极风暴——从风的速度他们带来的规模对海冰的影响。

收集这些数据可以帮助回答关于北极风暴的关键问题,如如何会影响长期的冰和气候条件如何,如果,他们可以改变对气候变化的反应。

扭曲的

“北极风暴”——也叫做北极或极地气旋是影响北冰洋的低压系统及其附近的陆地,包括格陵兰岛、加拿大北部和欧亚大陆北部。在北极风暴,空中盘旋逆时针。

下面的动画显示北极风暴的运动在北极地区在2012年低海冰。动画中,表面的运动风由小箭头表示彩色根据速度。

2012年夏季风暴在北极的运动。来源:美国航空航天局/戈达德太空飞行中心的科学可视化工作室

北极风暴可以形成在极地地区,皮尔森说。“他们中的一些人似乎产生气旋来自低纬度地区,进入北极。其他北极气旋似乎开发北极地区。”

北极风暴起源于可以形成有扰动时”对流层顶”——的部分之间充当边界层大气对流层和平流层,皮尔森说。“这些干扰可以相当长,如果条件是正确的,他们似乎引起了一种低层气旋”。

热带风暴(称为相比台风或飓风取决于他们在哪里发现)很少有研究北极风暴,皮尔森说。

这很大程度上是因为,在中纬度风暴相比,北极气旋影响很少人。然而,海冰快速下降在北极的今年更长更容易浏览。这反过来又引发了恩在商业和旅游活动在北极,需要了解北极风暴更为紧迫。

也有一些证据表明,气候变化可能使北极风暴更频繁,说珍妮钦斯教授马赛克科学家和研究员的海冰动力学俄勒冈州立大学。“似乎有增加气旋活动到北极,”她告诉碳短暂。必威手机官网

然而,历史数据的缺乏在北极风暴很难建立是否有增加的趋势,佩尔森说:

“有一些迹象表明北极气旋可能现在更频繁,但问题是我们没有很多之前的测量。也许前面的低频率我们发现是由于这样的事实,我们的模型,或者我们过去的重建,不够完整。”

北极风暴的另一个方面,科学家们还没有得到一个明确的物理结构,佩尔松说:

“北极气旋似乎比中纬度气旋有不同的结构。有一些研究在过去两到四年,已经表明,他们有一个垂直的结构更类似于一个飓风比中纬度风暴。”

马赛克远征期间,他的目标是收集数据的垂直结构北极风暴。这次考察极地斯特恩号为中心,是德国破冰船,故意冻到海冰。这艘船将与冰漂移被动地向北移动时在明年。

地图的极地斯特恩号路线离开特罗姆瑟2019年9月20日左右85度北中央北冰洋,它附着于2019年10月6日伊格卢利克(红色)。茅草箭头说明了区域这艘船可能漂移在其长达一年的旅程,这将结束在弗拉姆海峡附近。碳信用:汤姆多嘴的人必威手机官网

为了研究结构的北极风暴,皮尔森和他的同事们将需要等待他们通过船。然后他们会收集数据风暴使用一系列的工具,包括气象气球,捕捉变化的大气温度、压力、湿度和风力。他们还将使用专门的天气雷达,它使用无线电波探测降水和风速的变化。

仪器将测量的阵列在不同高度大气中。通过拼凑这些信息,研究人员希望了解更多关于北极风暴的垂直结构。

Juergen Graeser启动一个气象气球直升机甲板的极地斯特恩号。2019年9月22日。来源:以斯帖霍

打破僵局

的结构以及调查北极风暴,马赛克研究人员还将试图得到一个如何影响海冰的照片。佩尔松说:

“人们已经注意到在过去的几年里,当我们有一个非常大的北极风暴,海冰消失了。”

一个戏剧性的例子发生在2012年在北极遭受一个强大的,8月份缓慢移动的风暴。飓风持续了将近两个星期,带来暴雨和30英里每小时的大风。

那一年,北极海冰达到最低水平纪录。暴风雨可能扮演了一个角色在驾驶的海冰快速下滑。

科学家们假设这种物质风暴增强冰损失导致冰分裂,使其更容易融化。的狂风可能甚至冰推到温暖的海域,进一步加强融化,研究人员说。

然而,其他研究人员认为,暴风雨只扮演一个次要角色的纪录低点。

一个研究在2013年出版的风暴用气候模型的影响进行了分析。研究人员跑两套模拟:一个镜像北极条件在2012年与2012年8月风暴中,一个镜像条件没有暴风雨。

这项研究发现,在两组模拟,北极海冰跌至纪录新低。然而,在模拟包括风暴,纪录低点是大约10天前比模拟没有暴风雨。

研究结果表明,其他因素更重要的低冰条件下2012年,研究人员说。例如,那一年,北极的夏天比平均气温变暖,冰包包含的主要是“一年级的冰”——年轻更容易融化的冰。

岁的北极海冰变化程度不到一年(浅蓝色)冰四年岁以上(深蓝色)。程度上显示的同一周(10月22)1985 - 2019。数据来源:国家冰雪数据中心。图通过碳使用Hig必威手机官网hcharts短暂

虽然这项研究有助于揭示2012年的飓风,真正的北极风暴对海冰的影响在很大程度上仍是个未知数。“我们只看着一个大风暴,“说研究的合著者罗恩·林赛博士,从华盛顿大学在2013年。“如果我们想了解风暴将会影响冰盖在未来我们需要了解风暴的影响在不同的条件下。”

马赛克探险的研究目标之一是研究北极风暴的影响海冰一整年,在广泛的条件。

冰在马赛克50公里半径的主要营地,科学家们安装浮动研究网络电台。这些电台的一系列工具,为明年将不间断测量大气中的变化,海冰与海洋。

皮尔森博士Ola和其他马赛克科学家建立了一个科学仪器在中央北冰洋。碳信用:黛西邓恩简短必威手机官网

这些乐器之一,巨大的金属雪橇设置由皮尔森和他的同事们将被用来研究北极风暴。雪橇是由各个部分的设备测量大气中的变化。

最重要的装备监测通过北极风暴是一个“声波风速计”——一种乐器的雪橇从侧面突出使用声波测量风速和风向的变化。

Ola佩尔森博士和同事附加声波风速仪科学仪器在中央北冰洋。碳信用:黛西邓恩简短必威手机官网

雪橇还包括一个先进的GPS系统,可以让研究者去追踪鸟的位置实时浮冰。

使用这些工具,研究人员计划监控风的速度和力量在风暴期间,这些风导致海冰是否分开,在不同的方向离开。

“我们将希望能够绘制出冰在飓风的反应,看看台风带来的大风导致冰的分歧,“钦斯说。

这项研究是有风险的。一个特别严重的风暴可能导致海冰一分为二或者完全分开,导致研究者的仪器落入大海。

”这将是有趣的,这些浮冰生存到最后,不要,”说托马斯博士Krumpen海冰研究员从AWI co-cruise领袖机载Akademik Fedorov。

测量到探险结束2020年9月可能希望进一步证实了北极风暴在冰雪覆盖的影响。

风暴在运行

原因之一,马赛克科学家热衷于收集数据在北极风暴是一些证据表明他们可能影响气候条件远离两极。

这是因为,在一定条件下,北极的天气似乎可以逃脱极地和达到到中纬度,皮尔森说。

一个这样的例子发生在2019年初,当时美国和加拿大的部分地区被一个了极端的寒流,气温骤降-17 c和下面。

一个人挖出一个红色的雪佛兰汽车从停车场早上雪。加拿大多伦多,2019年1月29日。信贷:Torontonian除库存图片

虽然biwei6868科学还没有确定北极风暴,似乎可以移动的北极和中纬度当有干扰的“平流层极涡”——一个低压天气系统,在北极上空大约50公里。

当扰动,极地漩涡可以成为削弱——让寒冷的天气,它通常包含泄漏到中纬度地区。“[这]带来大量的冷空气和旋转的风暴和降雪,”皮尔森说。

下图演示了如何削弱极地漩涡可以允许从北极寒冷的北极天气逃脱。

极地漩涡biwei6868背后的科学。来源:美国国家海洋和大气管理局

尽管中纬度地区近年来几个著名的寒流,尚不清楚这些事件正变得更有可能的是,皮尔森说。

通过收集数据的运动北极风暴的马赛克,他希望更好地了解他们的北极旅行。”简短的回答是有一些对北极的中纬度气旋的影响,但我们不知道规律,发生了什么。”