Polar meteorologi

Polär meteorologi är studiet av atmosfären i jordens polära områden . Yttemperaturinversion är typisk för polära miljöer och leder till fenomenet katabatisk vind . Den vertikala temperaturstrukturen i polära miljöer tenderar att vara mer komplex än i mitten av latitud eller tropiska klimat.

Historia

Början

Insamlingen av polära meteorologiska data startade 1893 med Fridtjof Nansen under hans nordpolsexpedition . Ett av målen med expeditionen var att göra detaljerade meteorologiska och tidiga oceanografiska mätningar. Mätningarna från Nansens skepp, som fick namnet Fram, användes av Vagn Walfrid Ekman för att utveckla teorin om ytflödets vridning med friktion (Ekmanspiralen ) .

Kalla kriget

Det kalla kriget fungerade som en katalysator för framsteg inom polär meteorologi. Ballonginstrument längs USA:s och Kanadas norra gränser användes för atmosfärisk profilering . Nordamerikas luftvärn använde ofta instrument som bars på ballonger för att profilera Arktis. Kärnvapenubåtar , som USA använde som försvarsmekanism, var utrustade med uppåtriktade ekolod . Uppgifterna avklassificerades senare och blev mellan 1958-1979 baslinjen för att bedöma uttunningen av is från 1980-talet till idag. Ryssland bidrog också med mycket exakta uppgifter mellan 1937 och 1991.

Nutid

Idag har ubåtskartering och mätningar minskat drastiskt. Ett klassiskt sätt att mäta istjockleken är att borra ett hål i isen och analysera den erhållna isen. Det finns också många mer komplexa metoder och enheter dedikerade till att mäta och hålla reda på väderförhållandena i polarområden. Dessa inkluderar ismassbalansbojar, uppåtriktade ekolod från bojar under is och satelliter. Den globala uppvärmningen har ökat intresset för polär meteorologi. Detta beror på att det mesta av jordens snö och is finns i polära områden, och dessa områden förväntas vara mest påverkade av albedo -effekten för snö/is-yta. Därför, om ökad koldioxidkoncentration i atmosfären orsakar global uppvärmning, bör polarområdena värmas upp snabbare än andra platser på jorden.

Ämnen av intresse

Atmosfärens växelverkan mellan havsis och hav

Interaktionen mellan atmosfären, isen och havet är begränsad till det atmosfäriska gränsskiktet , som huvudsakligen påverkas av ytegenskaper. I polära områden är dessa havsis grovhet och havsis koncentration, som i hög grad påverkar yttemperaturfördelningen. Vindhastighet och vindriktning, luftens temperatur och placeringen av vindkontakten är andra faktorer. Både havsis och vind har stor inverkan på atmosfärens gränsskikt, som ofta används för att mäta förhållanden i polarområden.

Polarmoln och nederbörd

Atmosfärsdelen av den hydrologiska cykeln i polära områden spelar en viktig roll i att:

balansen mellan polära ismassor är oskiljaktigt kopplad till nederbörd,
moln modifierar strålningsöverföringen,
frigörandet av latent värme ändrar luftens temperatur, därav cirkulationerna.

Koldioxid och metan

Koldioxid (CO ₂ ) är av särskilt intresse inom polär meteorologi eftersom den påverkar smältningen av havsisen. Mänsklig aktivitet släpper ut koldioxid i atmosfären från förbränning av olja, kol och naturgas. Ett dussin kilo arktisk havsis försvinner för varje kilo koldioxid som släpps ut. Detta belyser värmekraften hos koldioxid, som pumpar in 100 000 gånger mer energi till vårt klimat än vad som avgavs när oljan, kolet eller naturgasen brändes. Vit arktisk is, för närvarande på sin lägsta nivå i nyare historia, orsakar mer absorption. Prof Wadhams, i en nyligen publicerad BBC-artikel, beräknar att denna absorption av solens strålar har en effekt "motsvarande ungefär 20 år av ytterligare CO 2 som _tillförs av människan". Cambridge University-experten säger att den arktiska inlandsisen är "på väg mot glömskan".

Metan , en potent växthusgas, introducerar en betydande positiv feedback eftersom den globala uppvärmningen leder till att stora områden med kontinuerlig och diskontinuerlig permafrost drar sig tillbaka på norra halvklotet. När permafrosten drar sig tillbaka blir fler områden utsläppare av metan. Uppskattningar av metanutsläppen från norra träsk varierar kraftigt pga

den omfattande variationen av metanutsläpp mellan och inom olika sumpområden
den mycket begränsade kunskapen om dessa flussmedel för olika typer av jordar, och
bristen på representativa data för stora områden som de enorma träskmarkerna, t.ex. i Sibirien.

De senaste framstegen tillåter nu sensorer att direkt mäta turbulenta metanflöden från naturligt emitterande ytor. En snabbreagerande metansensor kan också installeras i forskningsflygplan, som Polar 5-flygplanet från Alfred Wegener Institute .

externa länkar