Ola Persson 박사와 다른 MOSAiC 과학자들은 중앙 북극해에 과학기구를 설치했습니다. 크레딧 : Daisy Dunne for Carbon Brief

현재 북극에서 세계 최대의 극지 연구 탐험이 진행 중입니다. 북극 기후 연구를위한 다 학제 표류 관측소로 알려진 XNUMX 년 동안의 원정모자이크)에는 300 개국의 19 명의 연구원이 참여합니다. 해빙에 갇힌 배에서 과학자들은 기후 모델을 변형시키는 데 도움이되는 측정을하고 있습니다. 카본 브리프의 과학 작가 데이지 던 2019 년 가을 첫 XNUMX 주 동안 원정대에 합류했습니다.이 기사는 MOSAiC 원정에 중점을 둔 네 기사 중 세 번째 기사입니다.

북극 근처에서 항해하는 선박의 경우 북극 폭풍보다 더 큰 위험을 초래하는 사건은 거의 없습니다. 

북극 폭풍은 극도로 강한 바람을 일으켜 바다를 휘젓고 파도가 수 미터까지 부풀게합니다. 이것은 선원들이 바다에서의 삶을 참을 수 없게 만들뿐만 아니라 북극과 빙산을 항해하는 것을 더욱 어렵게 만듭니다.

강한 바람은 또한 해빙을 찢어 찢어지고 다른 방향으로 움직일 수 있습니다. 증가하는 연구 분야에 따르면 폭풍우가 해빙에 미치는 영향은 이전에 생각했던 것보다 클 수 있으며 미래의 얼음 손실 예측에 잠재적으로 중요 할 수 있습니다.

북극 폭풍이 극에서 떨어진 날씨에 영향을 줄 수 있음을 시사하는 증거도 있습니다.

“짧은 대답은 북극 사이클론의 중위도에 약간의 영향이 있지만 어떤 규칙이 발생하는지는 모른다”고 말했다. 닥터 올라 페르손, 국립 해양 기상청의 극지 기상 학자 (NOAA).

Persson은 가장 큰 북극 연구 원정대 인 MOSAiC에 참여하는 600 명 중 한 명입니다. (카본 브리프 최근 참여한 첫 XNUMX 주 동안의 탐험.)

원정대의 일환으로 Persson과 그의 동료들은 바람의 속도에서 해빙에 미치는 영향의 규모에 이르기까지 북극 폭풍의 다양한 측면을 측정 할 수있는 다양한 장비를 설치했습니다.

이러한 데이터를 수집하면 장기적인 얼음 및 기후 조건에 영향을 줄 수있는 방법과 기후 변화에 대응하여 어떻게 변화 할 수 있는지와 같은 북극 폭풍에 관한 주요 질문에 대답하는 데 도움이 될 수 있습니다.

꼬인

북극 또는 극 저기압이라고도하는 북극 폭풍”은 북극해와 그린란드, 캐나다 북부, 유라시아 북부를 포함한 인근 육지에 영향을 미치는 저압 시스템입니다. 북극 폭풍에서는 공기가 시계 반대 방향으로 나선다.

아래 애니메이션은 2012 년에 북극 극지방을 가로 지르는 북극 폭풍의 움직임을 보여줍니다. 해빙 사상 최저 기록. 애니메이션에서 지표 풍의 움직임은 속도에 따라 작은 화살표로 표시됩니다.

2012 년 북극 전역에서 여름 폭풍의 움직임. 크레딧 : NASA / Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio

Persson은 북극 폭풍이 극지방 안팎으로 형성 될 수 있다고 말합니다. “일부 사이클론은 낮은 위도에서 북극으로 이동하면서 발생합니다. 다른 북극 사이클론은 북극 지역에서 발생하는 것 같습니다.”

북극에서 발생하는 폭풍은 "대류권”– 대류권과 성층권 사이의 경계층으로 작용하는 대기의 일부라고 Persson은 말합니다. "이러한 장애는 매우 오래 지속될 수 있으며, 조건이 맞으면 저수준 사이클론을 유발하는 것으로 보입니다."

열대성 폭풍과 비교 태풍 or 허리케인 Persson에 따르면 북극 폭풍에 대한 연구는 거의 없었습니다.

위도 중간 폭풍과 비교할 때 북극의 저기압은 극소수의 사람들에게 영향을 미치기 때문입니다. 하나, 빠른 해빙 감소 한 해 동안 북극을 더 쉽게 탐색 할 수있게되었습니다. 이것은 차례로 둘 다에 이익을 촉발했습니다 상업 과 관광객 북극에서의 활동 – 북극 폭풍을보다 긴급하게 이해해야합니다.

기후 변화가 북극 폭풍을 더 빈번하게 만들 수 있음을 암시하는 증거도있다. Jenny Hutchings 교수MOSAiC 과학자이자 해빙 역학 연구원 오레곤 주립 대학. 카본 브리프는“북극까지 사이클론 활동이 증가한 것으로 보인다”고 말했다.

그러나 북극 폭풍에 대한 역사적 자료가 부족하면 증가 추세가 있는지 여부를 확인하기가 어렵다고 Persson은 말합니다.

“북극 사이클론이 더 빈번해질 수 있다는 제안이 있지만 문제는 이전에 측정 한 것이 많지 않다는 것입니다. 아마도 우리가 관찰 한 이전의 낮은 주파수는 우리의 모델이나 과거의 재구성이 충분하지 않기 때문일 것입니다.”

과학자들이 아직 명확하게 파악하지 못한 북극 폭풍의 또 다른 측면은 물리적 구조라고 Persson은 말합니다.

“북극 사이클론은 위도 중간 사이클론과 다른 구조를 가지고있는 것 같습니다. 지난 XNUMX-XNUMX 년 동안 수직 구조가 있다고 제안한 연구가있었습니다. 허리케인과 더 유사 중위 성 폭풍보다.”

그는 MOSAiC 원정 중에 북극 폭풍의 수직 구조에 대한 데이터를 수집하는 것을 목표로합니다. 원정대는 의도적으로 해빙으로 얼어 붙은 독일의 쇄빙선 인 Polarstern을 중심으로 이루어졌습니다. 배는 내년에 북쪽으로 이동할 때 얼음과 함께 수동적으로 표류 할 것입니다.

20 년 2019 월 85 일 트롬 소에서 출발하여 중부 북극해에서 북쪽으로 약 6도까지 극지방의 경로를 보여주는지도 .2019 년 XNUMX 월 XNUMX 일에 얼음 빙원에 연결되었습니다 (빨간색). 초가 화살표는 선박이 XNUMX 년 내내 여행 할 수있는 지역을 나타내며, Fram Strait 근처에서 끝납니다. 크레딧 : 카본 브리프를위한 Tom Prater

북극 폭풍의 구조를 연구하기 위해 Persson과 그의 동료들은 배가 지나갈 때까지 기다려야합니다. 그런 다음 대기 온도, 압력, 습도 및 바람의 변화를 포착하는 날씨 풍선을 포함한 일련의 도구를 사용하여 폭풍에 대한 데이터를 수집합니다. 또한 전파를 사용하여 강수량과 풍속의 변화를 감지하는 특수 기상 레이더를 사용합니다.

계측기 배열은 폭풍 동안 대기에서 서로 다른 높이에서 측정을 수행합니다. 이 정보를 통합함으로써 연구원들은 북극 폭풍의 수직 구조에 대해 더 많이 배우기를 희망합니다.

Juergen Graeser는 Polarstern의 헬리콥터 갑판에 날씨 풍선을 발사합니다. 22 년 2019 월 XNUMX 일. 크레딧 : Esther Horvath

얼음을 깨다

MOSAiC 연구원은 북극 폭풍의 구조를 조사 할뿐만 아니라 해빙에 미치는 영향에 대한 그림을 얻으려고 노력할 것입니다. 페르손은 말한다 :

"지난 몇 년 동안 사람들이 주목 한 것은 우리가 정말로 큰 북극 사이클론을 가질 때 해빙이 사라진다는 것입니다."

이것의 극적인 예는 2012XNUMX 월에 북극이 강하고 느리게 움직이는 폭풍에 맞았을 때. 사이클론은 거의 XNUMX 주간 지속되었으며 폭우와 30mph 바람.

그해 북극 해빙은 가장 낮은 단계 기록상. 폭풍이 해빙의 급속한 침체를 ​​주도하는 역할을했을 가능성이 있습니다.

과학자들은이 폭풍으로 인해 얼음이 갈라져 녹는 데 더 취약 해져 얼음 손실이 증가한다고 가설을 세웠다. 폭풍우로 인해 얼음이 더 따뜻한 물로 밀려 들어 용융이 더욱 강화 될 수 있다고 연구진은 말했다.

그러나 다른 연구자들은이 폭풍이 기록적인 최저 수준에서만 작은 역할을했다고 주장했다.

A 공부 2013 년에 출판 된 기후 모델링을 통해 폭풍의 영향을 분석했습니다. 연구원은 두 가지 시뮬레이션 세트를 실행했습니다. 하나는 2012 년 2012 월 폭풍이 포함 된 북극 조건 미러링과 하나는 폭풍이없는 XNUMX 년 미러링 조건입니다.

연구에 따르면 두 시뮬레이션 세트 모두에서 북극 해빙이 새로운 기록으로 떨어졌습니다. 그러나 폭풍을 포함한 시뮬레이션에서는 폭풍이없는 시뮬레이션보다 약 10 일 일찍 기록이 낮게 설정되었습니다.

이번 연구 결과는 2012 년에 볼 수있는 기록적인 낮은 얼음 상태에 대해 다른 요인이 더 중요하다는 것을 시사한다고 연구원들은 말했다. 예를 들어, 그해 북극의 여름 기온은 평균보다 따뜻했고 얼음 주머니는 대부분“1 학년 얼음– 녹기 쉬운 어린 얼음.

22 년 미만 (연한 청색)의 북극 해빙 범위에서 28 년 이상 (진한 청색)으로 시간이 지남에 따라 변화. 범위는 1985-2019에서 같은 주 (XNUMX 월 XNUMX-XNUMX 일) 동안 표시됩니다. 데이터 소스 : National Snow and Ice Data Center. Highcharts를 사용하여 Carbon Brief 차트

이 연구가 2012 년 사이클론에 대한 조명을 밝히는 데 도움이되었지만 북극 폭풍이 해빙에 미치는 실제 영향은 거의 알려지지 않았습니다. “우리는 한 번의 큰 폭풍 만 보았습니다.” 말했다 공동 저자 론 린제이 박사, 로부터 워싱턴 대학 “앞으로 폭풍이 어떻게 얼음 덮개에 영향을 미치는지 이해하려면 다른 조건에서 폭풍의 영향을 이해해야합니다.”

MOSAiC 원정의 연구 목표 중 하나는 광범위한 조건에서 XNUMX 년 동안 북극 폭풍이 해빙에 미치는 영향을 연구하는 것입니다.

MOSAiC의 주요 아이스 캠프 주변의 50km 반경에서 과학자들은 설치 부유 식 연구 국 네트워크. 이 스테이션에는 내년에 대기, 해빙 및 해양의 변화를 거의 연속적으로 측정하는 일련의 계측기가 있습니다.

이 악기 중 하나 인 거대한 금속 썰매 Persson과 그의 동료들이 설정 한 것은 북극 폭풍을 연구하는 데 사용될 것입니다. 썰매는 대기의 변화를 측정하는 다양한 장비로 덮여 있습니다.

지나가는 북극 폭풍을 모니터링하기위한 가장 중요한 키트는 "음파 풍속계"입니다. 썰매 측면에서 튀어 나와있는 악기는 음파를 사용하여 풍속과 방향의 변화를 측정합니다.

올라 페르손 (Ola Persson) 박사와 동료는 음파 풍속계를 중앙 북극해의 과학 장비에 부착합니다. 크레딧 : Daisy Dunne for Carbon Brief

썰매에는 고급 GPS 시스템이있어 연구원이 실시간으로 빙원의 위치를 ​​추적 할 수 있습니다.

이 도구를 사용하여 연구진은 폭풍 동안 바람의 속도와 강도를 모니터링하고 이러한 바람으로 인해 해빙이 부서지고 다른 방향으로 이동하는지 여부를 모니터링 할 계획입니다.

Hutchings는“사이클론 동안 얼음의 반응을 매핑하고 사이클론으로 인한 높은 바람으로 인해 얼음이 갈라지는 지 확인할 수 있기를 희망한다.

연구는 위험하다. 특히 심한 폭풍은 해빙이 XNUMX 개로 갈라 지거나 완전히 분리되어 연구원의 장비가 바다로 떨어질 수 있습니다.

“이것은 흥미로울 것입니다. 어떤 얼음 빙원이 결국에는 살아남 을까요? 토마스 크럼 펜 박사AWI의 해빙 연구원이자 Akademik Fedorov의 공동 크루즈 리더입니다.

2020 년 XNUMX 월 탐험이 끝날 때까지 측정 된 결과는 북극 폭풍이 얼음 덮개에 미치는 영향에 더 많은 빛을 비출 수 있습니다.

실행에 폭풍

MOSAiC 과학자들이 북극 폭풍에 대한 데이터를 수집하는 데 관심이있는 이유 중 하나는 북극에서 멀리 떨어진 기후 조건에 영향을 줄 수 있다는 증거가 있다는 것입니다.

특정 조건에서 북극 날씨가 극지방을 벗어나 위도 중반까지 도달 할 수 있기 때문이라고 Persson은 말합니다.

2019 년 초 미국과 캐나다의 일부 지역이 극한의 찬 스냅 온도가 급락하는 -17C 이하.

남자는 아침에 주차장 눈에서 빨간 시보레 차를 파냅니다. 토론토, 캐나다. 29 년 2019 월 XNUMX 일. 크레딧 : 토론토 어 / Alamy 스톡 사진

비록 과학은 아직 확실하지 않다, 북극 폭풍은 북극에서 벗어나 위도 중반으로 이동할 수 있습니다.성층권 극 소용돌이”– 북극에서 약 50km 상공에있는 저압 기상 시스템.

방해를 받으면 극지 와류가 약해져서 보통 포함하고있는 추운 날씨가 중위도로 쏟아져 나옵니다. Persson은“[이것은] 많은 시원한 공기를 가져오고 많은 폭풍과 강설을 유발합니다.

아래 그림은 약한 북극 소용돌이가 북극의 추운 날씨를 북극에서 탈출 할 수있는 방법을 보여줍니다.

극지 소용돌이 뒤에 숨은 과학. 크레딧 : NOAA

중위도는 최근 몇 년 동안 주목할만한 콜드 스냅을 보았지만 그러한 사건이 더 일어날 가능성은 아직 확실하지 않다고 Persson은 말했다.

그는 MOSAiC 과정에서 북극 폭풍의 움직임에 대한 데이터를 수집함으로써 그들이 북극에서 얼마나 자주 여행 하는지를 더 잘 이해하기를 희망합니다. "짧은 대답은 북극 사이클론의 중위도에 약간의 영향이 있지만, 어떤 규칙이 발생하는지는 모릅니다."

저자에 관하여

데이지 던 (Daisy Dunne)은 MOSAiC에 대해 보도하도록 선택된 XNUMX 명의 기자 중 한 명입니다. 한때 트롬 소를 떠난 그녀의 비용은 원정대를 조직 한 알프레드 베게너 연구소 (Alfred Wegener Institute)가 담당했습니다.

이 기사는 처음에 나타났습니다 카본 브리f

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