پژوهش تازه‌ای نشان می‌دهد یخ دریای زمستانی قطب شمال در آینده ممکن است حدود یک میلیون کیلومتر مربع بیش از برآوردهای پیشین کاهش یابد؛ نتیجه‌ای که با استفاده از شواهد یک دوره گرم‌تر در ۶ هزار سال پیش به دست آمده است. این مطالعه که در نیچر ژئوساینس منتشر شده، از آن جهت مهم است که یخ دریای زمستانی بر الگوهای هوا در بیرون از قطب شمال هم اثر می‌گذارد، از جمله در بریتانیا و سراسر اروپا.
نکات کلیدی
- پژوهشگران دانشگاه کمبریج و مرکز پژوهش‌های ریاضیاتی با استفاده از نشانگرهای زیستی در مغزه‌های رسوبی، یخ دریای زمستانی گذشته قطب شمال را بازسازی کردند.
- این پژوهش بر دوره میان‌هولوسن متمرکز بود؛ دوره‌ای گرم‌تر که در آن تغییرات ظریف مدار زمین باعث کاهش پوشش یخ در قطب شمال شد.
- تیم پژوهشی با وزن‌دهی بیزی، ۲۷ مدل اقلیمی را بر اساس میزان تطابقشان با شواهد باستانی تنظیم کرد.
- پیش‌بینی‌های اصلاح‌شده، برآورد یخ دریای زمستانی آینده را حدود یک میلیون کیلومتر مربع پایین‌تر آورد و عدم قطعیت را تا ۸۵ درصد کاهش داد.
- نویسندگان می‌گویند وزن‌های تازه مدل می‌تواند بر پیش‌بینی بارش برف در جنوب‌شرق گرینلند و بارش در مدیترانه هم اثر بگذارد.
این یافته‌ها برای دانشجویان و پژوهشگران چه معنایی دارد؟
اثر مستقیم این پژوهش برای دانشجویان و پژوهشگران اقلیم، یخ‌کره و اعتبارسنجی مدل‌هاست. این مطالعه نشان می‌دهد داده‌های محیطی باستانی می‌توانند برای آزمودن و دقیق‌تر کردن شبیه‌سازی‌های آینده به کار بروند، نه این‌که فقط به عنوان گذشته‌ای جدا از پیش‌بینی‌ها دیده شوند.
برای گروه‌های دانشگاهی و پژوهشگران تحصیلات تکمیلی، پیام عملی اصلی روش‌شناختی است: این مطالعه داده‌های نشانگر زیستی از مغزه‌های رسوبی اقیانوس را با رویکردی آماری پیوند می‌دهد که بر اساس میزان بازتولید شرایط باستانی یخ دریا، به مدل‌ها وزن تازه می‌دهد. این روش می‌تواند برآوردهای زمستانی قطب شمال و اثرات وابسته به آن را دقیق‌تر کند.
- پایه داده‌ای: نشانگرهای زیستی یخ دریا از مغزه‌های رسوبی.
- روش: وزن‌دهی بیزی روی ۲۷ مدل اقلیمی.
- نتیجه: یخ دریای زمستانی کمتر و دامنه عدم قطعیت محدودتر.
- حوزه‌های پیگیری: بارش برف گرینلند، بارش مدیترانه و پژوهش درباره ریسک‌های اقلیمی.
چرا یخ دریای زمستانی مهم‌تر از آن چیزی است که بسیاری تصور می‌کنند؟
کاهش یخ تابستانی قطب شمال بیشتر در بحث عمومی دیده شده، اما فصل زمستان جایی است که مدل‌های اقلیمی بیشترین اختلاف را با هم دارند. این موضوع مهم است، چون پوشش یخ در زمستان آزادسازی گرما و رطوبت به جو را تنظیم می‌کند و در نتیجه بر الگوهای هوا فراتر از قطب شمال اثر می‌گذارد.
پژوهش حاضر این کاهش را با زمستان‌های سردتر و بارش برف سنگین‌تر در بریتانیا، شمال اروپا و آمریکای شمالی مرتبط می‌داند. به گفته پژوهشگران، برآوردهای تازه می‌تواند فهم آینده هوای زمستانی در اروپا را دقیق‌تر کند، نه فقط تغییرات درون اقیانوس منجمد شمالی را.
چگونه سرنخ‌های باستانی قطب شمال پیش‌بینی را تغییر دادند؟
پژوهشگران بزرگ‌ترین پایگاه داده تا امروز را از یک نشانگر زیستی یخ دریا به نام آی‌پی۲۵ ساختند؛ ماده‌ای که از جلبک‌های زیست‌کننده در یخ دریا تولید می‌شود. آن‌ها این اندازه‌گیری‌های باستانی را با نشانگرهای زیستی مکمل از جانداران آب‌های آزاد مقایسه کردند تا میزان پوشش یخ در قطب شمال در هزاران سال پیش را برآورد کنند.
سپس این بازسازی‌ها با شبیه‌سازی‌های ۲۷ مدل اقلیمی مقایسه شد. با وزن بیشتر دادن به مدل‌هایی که شرایط یخ دریای دوره میان‌هولوسن را بهتر بازتولید می‌کردند، تیم پژوهشی سوگیری مثبت در شبیه‌سازی‌های تاریخی را کاهش داد و پیش‌بینی‌های آینده را پایین‌تر آورد.
چه چیزهای دیگری ممکن است تغییر کند؟
این پژوهش می‌گوید پیامدها ممکن است فراتر از خود یخ دریا بروند. وقتی وزن‌های اصلاح‌شده مدل برای پیش‌بینی‌های بارش به کار رفت، نشان داد که بارش برف در جنوب‌شرق گرینلند و بارش در مدیترانه هم ممکن است کمتر از واقع برآورد شده باشد.
این مسئله می‌تواند برای پایداری یخسار گرینلند و نیز برای خطر سیلاب در جنوب اروپا اهمیت داشته باشد. نویسندگان همچنین یادآور می‌شوند که هرچند میان‌هولوسن به دلایلی متفاوت از امروز گرم شده بود، یخ دریا در برابر گرمایش به همان شکل فیزیکی واکنش نشان می‌دهد.
این نتایج برای دهه‌های پیش‌رو در قطب شمال چه معنایی دارد؟
معنایش این است که برخی برآوردهای موجود شاید در میزان یخ دریای زمستانی باقی‌مانده بیش از حد خوش‌بینانه باشند. نتیجه اصلی مطالعه این نیست که یخ زمستانی قطب شمال یک‌باره ناپدید می‌شود، بلکه این است که مقدار باقی‌مانده آن در زمستان‌های آینده می‌تواند از برآوردهای مدل‌محور پیشین کمتر باشد.
پژوهشگران می‌گویند با پیوند دادن عملکرد مدل به شواهد دیرینه‌اقلیمی، می‌توان نقشه‌های قابل‌اعتماد‌تری از محل‌های محتمل ناپدید شدن یخ دریای زمستانی قطب شمال و میزان عدم قطعیت آن تولید کرد.
