Viimase 50 aasta jooksul on Arktika temperatuur tõusnud umbes kaks korda kiiremini kui maailmas keskmiselt.

Muutused ei püsi ainult põhjapolaarpiirkonnas ja lähisarktilises vöötmes. Läbi kaugseoste mõjutavad seal toimuvad muutused ka teiste piirkondade ilma ja kliimat. Seega on Arktika uurimine väga tähtis ja sellest saanud kliima soojenemise lipulaev.

Arktika ja Läänemeri

Näiteks uuriti Jakobson doktoritöös esimest korda Arktika ja Läänemere piirkond vahelisi kaugseoseid.

Tulemused näitasid, et tugevaimad seosed on Gröönimaa piirkonnaga nii temperatuuri, jää kontsentratsiooni, õhuniiskuse kui ka tuulekiiruse vahel. Näiteks on Gröönimaa jääl tugev kaugmõju Läänemere piirkonna temperatuurile ja tuulekiirusele.

"Mahedamate talvede korral Gröönimaa piirkonnas nihkub soe anomaalia mööda 60 laiuskraadi Gröönimaa kohalt ida poole ning jõuab järgmise aasta suveks meie piirkonda. See tähendab, et soojad talved Gröönimaa piirkonnas toovad tõenäoliselt kaasa soojemad suved meie piirkonnas," selgitas Jakobson.

Miks see nii on? Ja kuidas see täpselt toimib? Need füüsikalised seosed Arktika ja Läänemere piirkondade parameetrite kaugmõju kohta vajavad edasist uurimist.   

Arktika uurimisel on kõige suurem probleem andmete puudulikkus.

Vaatlusandmeid leidub peamiselt Arktika saartelt ja rannikualadelt. Keskosas on vaatlusi tehtud harva. Vaatlusandmete olemasolu on piirkonna uurimiseks aga äärmiselt tähtis. "Ainult satelliidiandmetest, mis on kättesaadavad 1979. aastast, ei piisa," sõnas observatooriumi nooremteadur Liisi Jakobson.

"Minu doktoritöö teema kujuneski välja pärast seda, kui meie töögrupi liikmed osalesid rahvusvahelisel polaaraastal, mis toimus 2007. aastal, Tara triivjaama töös ning tõid sealt väga väärtuslikke vaatlusandmeid Arktika keskosast," selgitab Jakobson.

Need andmed olid väga väärtuslikud mitmel põhjusel:

1. vaatlused Arktika keskosast on harvad ja andmed muudab ainulaadseks juba ainuüksi nende olemasolu;
2. vertikaalsed andmed olid väga suure resolutsiooniga ja see lubas detailselt uurida nähtusi atmosfääri madalamas kihis;
3. neid andmeid ei kasutatud ühegi mudeli sisendina ja see võimaldas mudeleid valideerida.

"Kõige suurema tähelepanu osaliseks meie töödest ongi saanud mudelite valideerimine. Esiteks said mudelite loojad konkreetsete vigade suuruse kaudu väga väärtuslikku tagasisidet. Teiseks saavad uurijad kasutada viie võrdluses oleva mudeli seast just sellist mudelit, mis tema uurimusele kõige paremini vastab, st on teatud kõrgusel ja teatud parameetrite osas kõige väiksemate vigadega," selgitas värske doktor.

Punane õhupall pildil on sondpall, millega viidi läbi sondeerimisi. Veel on näha Tara laev, meteomast, telgid ja muu varustus. Autor:  Erko Jakobson

Madalad jugavoolud

Teine aspekt, kuidas Arktika mudelite paremaks muutmisele kaasa aidati, oli esmakordne madalate jugavoolude kaardistamine ja analüüsimine Arktika keskosas.

Andmete puudusest tulenevalt on mitmed nähtused Arktika keskosas uurimata.

Üks nendest, madalad jugavoolud, põhjustavad madalama atmosfääri nii-öelda tagurpidi struktuuri. Seda on mudelites keeruline arvesse võtta, liiati kui madalate jugavoolude esinemissagedus ning tekkemehhanismid on selles piirkonnas tundmata.

"Kuigi madalaid jugavoole on vaatlusandmetega paremini varustatud ranniku aladel uuritud üpris palju, ei saa neid andmeid üle kanda Arktika keskosale, sest Arktika keskosas puuduvad nii tavapärane ööpäevane käik kui ka mägede mõju ja seetõttu ei saa madalate jugavoolude esinemissagedust, omadusi ning tekkemehhanisme üks-üheselt üle kanda rannikualade vaatlustelt," rääkis Jakobson.

Jakobsoni analüüsi tulemustest selgus, et madalate jugavoolude esinemissagedus on väiksem nendes uuringutes näidatust, mis põhinevad Arktika ranniku ning saartel paiknevate jaamade andmetel. Kui saartel ja rannikul tehtud uuringute järgi on madalate jugavoolude esinemissagedus 60–80%, siis Jakobsoni analüüsitud andmetel on jugavoolude esinemissagedus kõigest 46%. Lisaks leiti mitmeid erinevusi madalate jugavoolude tekkemehhanismide ja omaduste vallas.

Lisaks mudelite valideerimisele, madalate jugavoolude kaardistamisele ning kaugseoste leidmisele Arktika ning Läänemere regiooni vahel uuris Jakobson doktoritöö raames ka Arktika pinnalähedaste tuulte ning jää kontsentratsiooni omavahelisi seosed. Lisaks varasemalt teiste uurijate poolt välja toodud tuulte mõju jääle uuriti ka vastupidist seost.

Tulemused näitasid, et hüpotees pidas paika ning jää kontsentratsiooni vähenemine tõesti toob kaasa pinnalähedaste tuulte tugevnemise, mis omakorda kiirendab jää vähenemist ja muutusi Arktikas.

Arktika on väga kiiresti muutuv keskkond. Neid muutusi ning seoseid paremini mõistes saame heita pilgu meie enda tulevikku.

Kas teadsid?

Jäävaba Arktika all peavad teadlased silmas olukorda, kus viiel järjestikusel suvel on jää ulatus väiksem kui 1 miljon ruutkilomeetrit (jääga kaetud alaks peetakse seda, kus on jää kontsentratsioon vähemalt 15%).

Siiani väikseim jää ulatus oli 2012. aasta septembris, mil see oli vaid 3,4 miljonit ruutkilomeetrit. Viimane näitaja on üle kahe korra väiksem kui keskmine (1981–2010). Nii drastilist vähenemist pole aga märgata veebruaris-märtsis, kui jää ulatus on aastasiseselt suurim (1981–2010 keskmine jää ulatus on 15,6 miljonit ruutkilomeetrit).