Antarktiksen merijäällä on tärkeä rooli maapallon lumen ja jään sulamisen aiheuttaman lämpenemisen säätelijänä
Antarktiksen, eli Etelämantereen, merijäällä on tärkeä rooli – se voi tasapainottaa muiden alueiden ilmastoa lämmittävää vaikutusta tai, jos jään määrä kutistuu, lämmittää ilmastoa entisestään. Napa-alueiden jää- ja lumipeitteisyys vaikuttaa siis maailmanlaajuisesti ilmastojärjestelmään. Kuva: ESA, Copernicus Sentinel data (2020), processed by ESA, CC BY-SA 3.0 IGO.Maapallon lumi- ja jääpeitteen sulaessa maanpinnan heijastavuus eli albedo pienenee, ja entistä pienempi osa Auringon lämmittävästä säteilyenergiasta heijastuu pois avaruuteen. Tällöin suurempi osa säteilyenergiasta jää lämmittämään maapallon ilmastojärjestelmää. Vastaavasti lumi- ja jääpeitteen kasvaessa heijastavuus lisääntyy, millä on jäähdyttävä vaikutus. Tätä mekanismia kutsutaan lumen ja jään heijastavuuden takaisinkytkennäksi.
Uudessa tutkimuksessa Ilmatieteen laitoksen ja Norjan biotalouden tutkimuskeskuksen tutkijat laskivat satelliittihavainnoista sekä arktisella että antarktisella alueilla tapahtuneiden heijastavuuden muutosten lämmitys- ja jäähdytysvaikutukset vuosien 1982 ja 2018 välillä. Sääsatelliittien havainnoista lasketut heijastavuuden muutokset yhdistettiin muista tutkimussatelliiteista saatuihin tuloksiin siitä, kuinka suuri lämmitysvaikutus kullakin heijastavuuden muutoksella on. Lämmitysvaikutuksen suuruutta määrittävät esimerkiksi auringon valon ja pilvisyyden määrät.
Heijastavuuden muutokset napa-alueilla voivat vaikuttaa nopeasti ja laajasti Maan energiataseeseen
Arvostetussa Nature Geoscience -tiedelehdessä julkaistut tulokset ensinnäkin vahvistivat, että arktisen alueen lumi- ja merijääpeitteen 90-luvulta asti jatkuneella sulamisella on lämmittävä vaikutus. Lisäksi antarktisen alueen osalta havaittiin kaksi toisistaan merkittävästi poikkeavaa kehitystä: Vuosina 2000–2015 Antarktiksen merijääpeitteen laajeneminen tuotti jäähdyttävän vaikutuksen, joka tasapainotti suurelta osin arktisen alueen sulamisen lämmittävää vaikutusta. Tutkimuksessa osoitettiin kuitenkin, että vuonna 2016 tapahtui merkittävä antarktisen merijääpeitteen supistuminen, joka käytännössä poisti kokonaan edellisen 15 vuoden aikana kasvaneen jäähdytysvaikutuksen.
”Tulokset toivat esiin Antarktista ympäröivän merijääpeitteen tärkeän, mutta aiemmin huonosti tunnetun roolin napa-alueiden säteilyenergiataseen säätelijänä”, toteaa Ilmatieteen laitoksen tutkimusprofessori Aku Riihelä.
”Vuonna 2016 tapahtunut dramaattinen muutos merijään laajuudessa osoitti myös, että merijääpeitteessä voi tapahtua nopeasti suuria muutoksia. Siksi tulevaisuudessa on syytä kiinnittää entistä enemmän huomiota myös Antarktiksen ja sen merijään seurantaan ja mallintamisen kehittämiseen”, Riihelä jatkaa.
Antarktisen merijään väheneminen voi kääntää sen roolin jäähdyttäjästä ilmaston lämmittäjäksi
Keskimäärin napa-alueiden heijastavuuden muutoksista johtuva takaisinkytkentä vuosina 1992–2018 (+0.08 W m⁻²) oli ilmastoa lämmittävä. Suuruudeltaan se vastaa noin 10 prosenttia ihmiskunnan vuosittaisten hiilidioksidipäästöjen lämmittävästä vaikutuksesta, kun tarkastellaan vuosien 1992–2018 keskimääräistä päästötasoa. Osuus voi kasvaa suuremmaksi, jos Antarktiksen merijääpeite ei toivu kutistumisestaan. Aivan viime aikoina tutkimuksissa on havaittu osittaista merijään palautumista.
Tutkimus toteutettiin vuosina 2020–2021 Ilmatieteen laitoksen ja Norjan biotalouden tutkimuskeskus NIBIOn tutkijoiden yhteistyönä. Ilmatieteen laitoksen tutkijoiden työtä osarahoitti Suomen Akatemia. Työssä käytettyjen satelliittimittausten tärkeimmät toimittajat olivat Euroopan sääsatelliittijärjestö EUMETSAT ja Yhdysvaltojen avaruusjärjestö NASA.
Lisätietoja:
Tutkimusprofessori (Tenure Track) Aku Riihelä, aku.riihela@fmi.fi, puh. 050 380 3308
A. Riihelä, R.M. Bright, and K. Anttila: Recent strengthening of snow and ice albedo feedback driven by Antarctic sea-ice loss. Nature Geoscience (2021). https://doi.org/10.1038/s41561-021-00841-x