No inverno de 2015/16, aconteceu algo que nunca antes havia sido visto nesta escala:no final de dezembro, as temperaturas subiram acima de zero graus Celsius por vários dias em partes do Ártico. Temperaturas de até oito graus foram registradas ao norte de Svalbard. Temperaturas tão altas não foram registradas na metade do inverno do ano desde o início das medições sistemáticas no final da década de 1970. Como resultado deste calor incomum, o gelo marinho começou a derreter.

"Ouvimos sobre isso na mídia, "diz Heini Wernli, Professor de Dinâmica Atmosférica na ETH Zurique. A notícia despertou sua curiosidade científica, e uma equipe liderada por seu então aluno de doutorado Hanin Binder investigou o assunto. Em novembro de 2017, eles publicaram sua análise deste evento excepcional no jornal Cartas de pesquisa geofísica .

Iniciar, os pesquisadores mostram como essas temperaturas incomuns aumentaram:três correntes de ar diferentes se encontraram sobre o Mar do Norte entre a Escócia e o sul da Noruega, transportando ar quente para o norte em alta velocidade como se estivesse em uma "rodovia". (veja a ilustração)

Uma corrente de ar se originou no Saara e trouxe o ar quente próximo à superfície com ela. Começar com, a temperatura desse ar era de cerca de 20 graus Celsius. Enquanto esfriava em seu caminho para o Ártico, ainda estava acima de zero quando chegou. "É extremamente raro para aquecer, ar subtropical próximo à superfície a ser transportado até o Ártico, "diz Binder.

A segunda corrente de ar originou-se no próprio Ártico, fato que surpreendeu os cientistas. Começar com, este ar estava muito frio. Contudo, a massa de ar - que também ficava perto do solo - moveu-se em direção ao sul ao longo de um caminho curvo e, enquanto acima do Atlântico, foi aquecido significativamente pelo fluxo de calor do oceano antes de se juntar à corrente de ar subtropical.

A terceira corrente de ar quente começou como uma massa de ar frio na alta troposfera, de uma altitude acima de 5 quilômetros. Essas massas de ar foram transportadas de oeste para leste e desceram em uma área estacionária de alta pressão sobre a Escandinávia. A compressão, assim, aqueceu o ar originalmente frio, antes de entrar na "rodovia para o Ártico".

Transporte aéreo aquecido para o pólo

Essa rodovia de correntes de ar foi possibilitada por uma constelação particular de sistemas de pressão no norte da Europa. Durante o período em questão, sistemas intensos de baixa pressão se desenvolveram na Islândia, enquanto uma área de alta pressão extremamente estável se formou na Escandinávia. Isso criou uma espécie de funil acima do Mar do Norte, entre a Escócia e o sul da Noruega, que canalizou as várias correntes de ar e as direcionou para o norte, para o Ártico.

Essa rodovia durou aproximadamente uma semana. Os sistemas de pressão então se deterioraram e o Ártico voltou ao seu típico estado de inverno congelado. Contudo, o período quente foi suficiente para reduzir a espessura do gelo marinho em partes do Ártico em 30 centímetros - período em que o gelo geralmente se torna mais espesso e espalhado.

"Essas condições climáticas e seus efeitos sobre o gelo marinho foram realmente excepcionais, "diz Binder. Os pesquisadores não conseguiram identificar uma ligação direta com o aquecimento global." Fizemos apenas a análise de um único evento; não pesquisamos os aspectos climáticos de longo prazo ", enfatiza Binder.

Os sistemas de alta pressão fazem com que o gelo marinho derreta

Contudo, o derretimento do gelo do mar Ártico durante o verão é uma história diferente. A tendência de longo prazo é clara:a extensão e a espessura mínimas do gelo marinho no final do verão têm diminuído continuamente desde o final da década de 1970. O gelo marinho derreteu de forma particularmente severa em 2007 e 2012 - um fato que os pesquisadores do clima não conseguiram explicar completamente. Junto com Lukas Papritz da Universidade de Bergen, Wernli investigou as causas desses outliers. Seu estudo acaba de ser publicado na revista Nature Geoscience .

De acordo com sua pesquisa, o degelo severo nos anos acima mencionados foi causado por sistemas estáveis ​​de alta pressão que se formaram repetidamente ao longo dos meses de verão. Sob essas condições climáticas sem nuvens, o alto nível de luz solar direta - o sol brilha 24 horas por dia nesta época do ano - intensificou particularmente o derretimento do gelo marinho.

Áreas de baixa pressão "injetam" massas de ar no Ártico

Esses sistemas de alta pressão se desenvolveram por meio de um influxo de ar de latitudes temperadas. Sistemas de baixa pressão nas áreas do Atlântico Norte e do Pacífico Norte, por exemplo, "injetar" massas de ar no Ártico a uma altura de cerca de oito quilômetros. Isso aumentou o auge da tropopausa, a fronteira entre a troposfera e a estratosfera, na região das "injeções". Como resultado, a pressão do ar na superfície abaixo aumentou e um sistema de alta pressão foi estabelecido. Embora tenha se dissipado novamente cerca de dez dias depois, uma quantidade invulgarmente elevada de gelo marinho derreteu nesse ínterim, e o gelo restante diluiu-se.

A investigação dos cientistas do clima demonstrou que nos verões de 2007 e 2012, durante o qual essas situações de alta pressão ocorreram com particular frequência, eles levaram a condições sem nuvens a cada três dias. O alto nível de radiação solar intensificou e acelerou o derretimento do gelo marinho. “O nível de radiação solar é o principal fator no degelo do gelo no verão. Ao contrário da anomalia de inverno, o ar "injetado" a cerca de 8 quilômetros de altitude do sul não é quente - com menos 60 graus é gelado, "diz Wernli." A temperatura do ar, portanto, tem muito pouco efeito sobre o gelo. " o transporte de calor para o norte, massas de ar úmido na borda dos sistemas de alta pressão reduzem a emissão (de calor), o que intensifica ainda mais o derretimento.

Sua análise permitiu aos pesquisadores compreender os processos meteorológicos que levam a variações significativas no derretimento do gelo no verão pela primeira vez. "Nossos resultados sublinham o papel fundamental que os sistemas climáticos em latitudes temperadas desempenham em episódios de derretimento de gelo particularmente intenso no Ártico, "diz o professor da ETH.