Värme och istillväxt i Arktis

Två av Stockolmsinitiativets förgrundsfigurer, Maggie T och Jonny F, har varit ute och plockat körsbär hos The National Snow and Ice Data Center nyligen. De gör under rubriken "Varning isen är tillbaka" ett stort nummer av att "isen återhämtar sig mycket snabbt" vilket de illustrerar med diagrammet nedan hämtat från NSIDCs nyhetssida om den arktiska isen den 10/11.

Vad de inte gör är att bry sig om bakgrunden till diagrammet trots att det finns en utförlig beskrivning av denna på samma sida. Man kan gissa varför då det där framgår:

• att det finns en välkänd förklaring till den snabba istillväxten som redan är med i dagens klimatmodeller (Se nedan för den spännande fysiken bakom).

• att varmare somrar hänger ihop med snabbare istillväxt under hösten.

• att årets isutbredningsminimum var det näst minsta sedan mätningarna startat, endast slaget av 2007, samt att avsmältningen i år, räknat mellan isens maximala utbredning i mars till minimum i september var den största hittills.

Vad händer egentligen
Att värma vatten kräver mycket energi. (Man säger att vatten har hög värmekapacitivitet) Denna energi finns lagrad i det varma vattnet och lämnar det när vattnet kyls. Innan en havsyta, eller en sjö, kan frysa på hösten måste vattnet nära ytan förlora sommarens värme. Ju varmare sommar desto mer värme finns lagrat i vattnet.
Hur snabbt vattnet förlorar värmen beror på temperaturskillnaden mellan vattnet och luften ovanför (Läs mer här). Men det varma vattnet värmer luften ovanför vilket dämpar utflödet av värme vilket hämmar tillfrysningen. När väl vattnet fryser avges också värme under övergången till is vilket även det värmer omkringliggande luft.
Man kan se effekten av detta i mätningar av temperaturen i Arktis. Figuren nedan visar temperaturökningen ovanför Beauforthavet som mestadels hade öppet vatten när isen började frysa igen under hösten. Vertikala axeln är lufttrycket i hPa med havsytan är längst ner. En minskning på 100 hPa motsvarar ungefär 1000 m i höjd. Horisontella axeln visar latituden med Nordpolen längst till höger. Färgerna anger temperaturskillnaden. De orange och röda områdena har förhöjd temperatur på upp till 7 grader på grund av uppvärmning från vattnet och isbildningen. (Ur NSIDC artikeln 10/11) Temperaturhöjningen minskar alltså istillväxten under höstens början. Skulle vattnet inte lagra så mycket värme skulle isen följa solen söderut under hösten när temperaturen minskar.
Istället sjunker temperaturen i atmosfären medan havet fortfarande är öppet tills havet förlorat så mycket värme att det kan frysa. När det sker minskar havets uppvärmning av luften vilket gör att tillväxttakten ökar snabbt. Hur fort det går en viss höst beror även på vädret under perioden då tillväxttakten beror förutom på temperaturen även på bland annat vindar och vågor. Hård vind med tillhörande vågor blandar vattnet och hindrar att ett kallt ytskikt kan bildas. Svag vind befrämjar istillväxt.

Alltså, snabb tillväxttakt är en effekt av ökad uppvärmning av havet under sommaren.