קרחונים נמסים ליד חופי גרינלנד. (צילום על ידי muratart ב- Shutterstock)
בולדר, קולו -כיפת הקרח הלבנה והבתולית של האוקיינוס הארקטי, מאפיין מכריע של כוכב הלכת שלנו הנראה אפילו מהחלל, עשויה לעבור מהפך היסטורי בשנים הקרובות. מחקר חדש מגלה כי בעוד שרוב התחזיות מראות שהיום הראשון ללא קרח מתרחש בתוך תשע עד 20 שנים לאחר 2023, ישנה אפשרות לא סבירה אך משמעותית שאבן דרך זו עשויה להגיע כבר בשנים 2026-2027.
בעוד מדענים חקרו זמן רב מתי הארקטי עשוי(בדרך כלל כאשר קרח הים מגיע למינימום השנתי שלו), זהו המחקר הראשון שבודק מתי אנו עשויים לראות את היום הראשון ללא כיסוי קרח משמעותי. ההבחנה היא מכרעת - כמו ההבדל בין אגם להיות נקי מקרח במשך חודש שלם לעומת חווה את היום הראשון ללא קרח במהלך תקופה חמה במיוחד.
המחקר, בראשות החוקרים Céline Heuzé מאוניברסיטת גטבורג ואלכסנדרה Jahn מאוניברסיטת קולורדו בולדר, מגדיר "ללא קרח" כשנותרים פחות ממיליון קמ"ר של קרח ים. לפרספקטיבה, זה בערך פי ארבעה מגודלה של הממלכה המאוחדת - חלק קטן מכיסוי הקרח האופייני של האוקיינוס הארקטי. הוא אחראי בעיקר לקרח שנוטה להימשך לאורך קווי החוף הצפוניים אפילו במהלך הפשרה נרחבת.
"היום הראשון ללא קרח בקוטב הצפוני לא ישנה את הדברים באופן דרמטי", אומר ג'הן, פרופסור חבר במחלקה למדעי האטמוספירה והאוקיינוס ועמית במכון למחקר ארקטי ואלפיני של CU Boulder, בהצהרה. "אבל זה יראה ששינינו באופן מהותי את אחד המאפיינים המגדירים של הסביבה הטבעית ב-, כלומר שהוא מכוסה בקרח ים ושלג כל השנה, באמצעות פליטת גזי חממה".
המהפך הזה כבר בעיצומו. המרכז הלאומי לנתוני שלג וקרח דיווח כי המינימום לקרח הים של ספטמבר 2023 - 4.28 מיליון קמ"ר - היה אחת המדידות הנמוכות ביותר מאז החל ניטור הלוויין ב-1978. נתון זה אמנם חרג מהשיא הנמוך שנקבע בספטמבר 2012, אך הוא מייצג ירידה דרמטית מהממוצע של 1979-1992 של 6.85 מיליון קמ"ר. מדענים צפו בקרח הארקטישל יותר מ-12% בכל עשור.
בעוד החוקרים התמקדו זמן רב בניבוי מתי הארקטי עשוי להיות נקי מקרח במשך חודש שלם (בדרך כלל ספטמבר, כאשר קרח הים מגיע למינימום השנתי שלו), מחקר זה פורץ דרך על ידי בחינת מתי אנו עשויים לראות את היום הראשון ללא קרח משמעותי לְכַסוֹת. ההבחנה היא מכרעת - כמו ההבדל בין אגם להיות נקי מקרח במשך חודש שלם לעומת חווה את היום הראשון ללא קרח במהלך תקופה חמה במיוחד.
"מכיוון שהיום הראשון ללא קרח צפוי להתרחש מוקדם יותר מהחודש הראשון ללא קרח, אנחנו רוצים להיות מוכנים", אומר Heuzé. "חשוב גם לדעת אילו אירועים יכולים להוביל לבאוקיינוס הארקטי".
כדי להבין מתי ניתן לחצות את הסף הזה, החוקרים ניתחו 366 סימולציות מ-11 מודלים אקלים שנבחרו בקפידה. מודלים אלה נבחרו על סמך הדיוק שלהם בשחזור תנאים ארקטיים היסטוריים ודפוסים עונתיים. ההדמיות בחנו תרחישים עתידיים שונים, ממקרים אופטימיים עם פליטות מופחתות (SSP1-1.9) ועד לאלו פסימיים עם המשך פליטות גבוהות (SSP5-8.5). תשע מהסימולציות הללו הציעו את האפשרות שיום נטול קרח יתרחש בתוך שלוש עד שש שנים בלבד - תרחיש קיצוני אך סביר.
אירועים אחרונים מדגימים באיזו מהירות התנאים הארקטיים יכולים להשתנות. במרץ 2022, חלקים מהקוטב הצפוני חוו, כאשר אזורים סביב הקוטב הצפוני מתקרבים לנקודת ההיתוך - לחש חם חסר תקדים שרומז על סוג האירועים הקיצוניים שעלולים להאיץ את איבוד הקרח. החוקרים מצאו שאירועי התחממות כאלה, במיוחד כשהם מתרחשים ברצף, עלולים לגרום לירידה מהירה של הקרח.
המעברים המהירים הללו עוקבים בדרך כלל אחר דפוס: סתיו חם בצורה יוצאת דופן מחלישה את הקרח, ואחריו חורף ואביב חמים המונעים היווצרות קרח רגילה. כאשר תנאים אלה נמשכים שלוש שנים או יותר, הם יוצרים את הסביבה המושלמת ליום נטול קרח שיתרחש בסוף הקיץ. ככל ששינויי האקלים מתקדמים, התקפי החם הללו צפויים להיות תכופים יותר ואינטנסיביים יותר.
אובדן קרח הים הארקטי יוצר לולאת משוב מטרידה. קרח ושלג מחזירים את רוב אור השמש הנכנס לחלל, בעוד שמי האוקיינוס הכהים סופגים אותו. ככל שיותר קרח נמס, יותר אנרגיית שמש נספגת, מה שמחמם עוד יותר את האזור ועלול להאיץ את איבוד הקרח. לתהליך זה עשויות להיות השפעות מרחיקות לכת על דפוסי מזג אוויר גלובליים ומערכות אקולוגיות.
עם זאת, המחקר, שפורסם בתקשורת טבע, מציע גם תקווה. כל התרחישים המראים מעבר מהיר לתנאים נטולי קרח התרחשו בסימולציות שבהן ההתחממות הגלובלית עלתה על 1.5 מעלות צלזיוס מעל הרמות הפרה-תעשייתיות - גבול היעד שנקבע על ידי. המחקר מצא כי בתרחיש הפליטה הנמוכה ביותר (SSP1-1.9), היום המוקדם ביותר ללא קרח התרחש 18 שנים לאחר תנאים מקבילים ל-2023, מה שמרמז ששמירה על התחממות מתחת לסף זה יכולה לסייע במניעת, או לפחות לעכב, את הקרח הראשון של הארקטי -יום חופשי.
ממצא בולט במיוחד היה שבשנה שבה התרחשו תנאים נטולי קרח, היקף הקרח בדרך כלל ירד מתחת לרמות הנוכחיות (כפי שנמדד ב-2023) בסוף יולי - כשישה שבועות מוקדם מהרגיל. זה יכול לשמש אות אזהרה מוקדם: אם רמות הקרח העתידיות של הקיץ ירדו באופן דרמטי עד יולי, זה עשוי להצביע על סיכון מוגבר לתנאים נטולי קרח מאוחר יותר באותה עונה.
"כֹּליעזור לשמור על קרח הים", אומר ג'אן.
השינוי של הקוטב הצפוני מלבן לכחול יסמן שינוי עמוק במראה כדור הארץ מהחלל - תזכורת גלויה להשפעה של האנושות על האקלים. אם השינוי הזה יגיע בשנים הקרובות או בעשרות השנים הקרובות עשוי להיות תלוי בפעולה הקולקטיבית שלנו לטיפול בשינויי האקלים. כמו הקנרית הפתולוגית במכרה הפחם, היום הראשון של הקוטב הצפוני ללא קרח היה מסמן שינוי מהותי במערכת האקלים של הפלנטה שלנו - רק שהפעם, תמרור האזהרה מקיף אוקיינוס שלם.
סיכום נייר
מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה
החוקרים ניתחו נתונים יומיים של קרח ים מ-11 מודלים שונים של אקלים, שנבחרו על סמך הדיוק שלהם בהדמיית תנאים היסטוריים ארקטיים. הם התמקדו במודלים שיכולים לחזות במדויק הן את התזמון והן את היקף הכיסוי המינימלי של קרח ים בהשוואה לתצפיות לווייניות. המחקר בחן תרחישים עתידיים שונים, החל מהפחתת פליטות אגרסיבית ועד למקרים עסקיים כרגיל. הם הגדירו את נקודת ההתחלה כתנאים שווים להיקף הקרח המינימלי של 2023 (3.39 מיליון קמ"ר) ועקבו אחרי כמה מהר כל סימולציה הגיעה לתנאים "נטולי קרח" (פחות ממיליון קמ"ר).
תוצאות מפתח
הניתוח גילה שהיום הראשון ללא קרח יכול להתרחש בין 3 ל-70+ שנים לאחר הגעה לתנאים שווים ב-2023. תשע סימולציות הראו מעבר מהיר במיוחד (תוך 3-6 שנים), כולן כוללות דפוסים אטמוספריים ספציפיים: חורפים חמים, התחממות מוקדמת באביב וסופות קיץ מפריעות. התקופה הראשונית ללא קרח נמשכה בין 11 ל-53 ימים, עם ממוצע של 27 ימים. העיתוי לא היה קשור מאוד לתרחישי פליטה אלא לשונות אקלים טבעית.
מגבלות לימוד
המחקר מסתמך על מודלים אקלימיים, שאמנם מתוחכמים, אך אינם יכולים לחזות באופן מושלם תנאים עתידיים. המודלים עשויים שלא ללכוד את כל מנגנוני המשוב הפוטנציאליים או אינטראקציות בלתי צפויות של מערכת האקלים. המחקר מתמקד גם בהיקף הקרח היומי ולא בנפח הקרח או באיכותו, מה שיכול לספק תובנות נוספות לגבי השינויים הארקטיים.
דיון והנחות
המחקר מדגיש את האפשרות של שינויים פתאומיים בקרח הים הארקטי, אפילו בתרחישי פליטה מתונים. זיהוי דפוסי מזג אוויר ספציפיים הקשורים לאובדן קרח מהיר יכול לעזור לשפר את מאמצי הניטור והניבוי. המחקר מצביע על כך ששמירה על התחממות כדור הארץ מתחת ל-1.5 מעלות צלזיוס יכולה לסייע במניעת תנאים מוקדמים ללא קרח, מה שמדגיש את החשיבות של פעולת אקלים.
מימון וגילויים
המחקר מומן על ידי מועצת המחקר הלאומית השוודית, סוכנות החלל הלאומית השוודית, ופרס NSF-CAREER. המחברים הצהירו שאין להם אינטרסים מתחרים. המחקר נהנה משיתוף פעולה בינלאומי ומשאבי מחשוב שסופקו על ידי מוסדות מחקר שונים.
StudyFinds יוצאת למצוא מחקר חדש שמדבר לקהל המוני - בלי כל הז'רגון המדעי. הסיפורים שאנו מפרסמים הם גרסאות מחקריות ניתנות לעיכול, שנועדו ליידע את הקורא וגם לעורר ויכוח אזרחי ומשכיל. מאמרי צוות StudyFinds נעזרים בבינה מלאכותית, אך תמיד נבדקים ונערכים ביסודיות על ידי איש צוות של Study Finds. קרא את מדיניות הבינה המלאכותית שלנו למידע נוסף.
