Tuulekiiruse, õhutemperatuuri ja merejää vastastikused mõjud Arktikas ning kaugseosed kliima varieeruvusega idapoolses Läänemere regioonis

Arktika on kliima soojenemise lipulaev. Viimase poole sajandi jooksul on sealne temperatuur tõusnud umbes 2 korda kiiremini kui maailmas keskmiselt. Suurimaks probleemiks Arktika uuringute juures on ebaühtlane andmete ruumiline jaotus. Vaatlusandmeid on enamasti ainult rannikult ning saartelt, Kesk-Arktika piirkonnas on neid väga vähe. Enamasti kasutatakse Arktika uuringutes järelanalüüsi mudeleid. Tänu Tara triivjaamal 2007. aasta suvel läbi viidud mõõtmistele oli meil erakordne võimalus valideerida sõltumatute andmetega järelanalüüsi mudeleid. Keskmiselt kõige paremini töötas ERA-Interim. Samas pinnalähedaste parameetrite osas näitas parimaid tulemusi NCEP-CFSR. Kasutasimegi selle mudeli andmeid, et uurida pinnalähedaste tuulte ning Arktika kliimasüsteemi võtmemängija – merejää – vahelisi seoseid. Saime kinnitust oma hüpoteesile, et mitte ainult pinnalähedane tuul ei mõjuta jää kontsentratsiooni, vaid on olemas ka vastupidine seos. Kahanev jää toob kaasa ebastabiilsema atmosfääri, väiksema pinnakareduse ning tugevama pinnalähedase tuule. Tara ekspeditsiooni väga hea vertikaalse resolutsiooniga andmeid kasutati ka selleks, et esimest korda kaardistada Kesk-Arktikas madalate jugavoolude olemasolu, omadused ning tekkepõhjused. Tulemus on oluline mudelite parendamiseks selles piirkonnas. Aga miks me peaksime olema nii huvitatud Arktika kliima muutustest? Muutused Arktika kliimas ei mõjuta mitte üksnes Arktika enda kliima- ja ökosüsteemi, vaid ka madalamate laiuskraadide oma. Selgemad seosed eksisteerivad Põhja-Ameerika ja Aasia kohta, Arktika ja Euroopa vahelised seosed on komplekssemad. Spetsiifilisemalt Läänemere regiooni idaosa kohta pole Arktika kaugseoseid varem uuritud. Meie tulemused näitavad, et 1000 hPa temperatuur, õhuniiskus ning tuulekiirus Läänemeri piirkonna idaosas korreleeruvad olulisel määral jää kontsentratsiooniga Arktika Ookeani erinevates piirkondades kõikidel aastaaegadel. Kõige tugevamaid seoseid näitab Gröönimaa piirkond. Arktika kaugseoste füüsikaliste mehhanismide mõistmiseks on vaja edasisi uuringuid. Väitekirja elektrooniline versioon ei sisalda publikatsiooneThe Arctic is a key region from the perspective of the climatic change. Over the past half century, the Arctic region has warmed at about twice the global rate. It is essential to document and understand the changes, which is much more difficult in the Arctic than for example in the middle-latitudes. One of the biggest problem in the investigations is the spatial irregularity of data. Meteorological stations, which are difficult and expensive to establish and maintain, are sparsely distributed over the Arctic Ocean. We had a rare opportunity to use unique data collected during the Tara expedition. These data were not included into data assimilations and had a high vertical resolution. This gave us a chance to validate atmospheric reanalyses, which are widely applied in the Arctic research. The first ranked was ERA-Interim, still, no single product seems to agree better in all fields. The best reanalyses product for investigating near-surface variables turned out to be NCEP-CFSR. We used this reanalyses product to reveal interactions between 10 m wind speed and the key element of the Arctic climate system – the sea ice. Results showed that not only near-surface winds are influencing the sea ice; also, sea ice is influencing the near-surface winds. Decreasing sea ice generates less stable stratification and stronger near-surface winds. With good vertical resolution data from Tara expedition, for the first time, low-level jets and their generation mechanisms were characterised in the central Arctic. It helps modellers to improve models in the Arctic region. Why we should be interested in changes and interactions in the Arctic region? Because changes there may influence our weather and climate. Results showed that the temperature and wind speed at the 1000 hPa in the eastern Baltic Sea region have significant teleconnection with the sea ice concentration in some regions of the Arctic Ocean in all seasons. By tracking down the teleconnections between the rapidly changing Arctic region and the eastern Baltic Sea region we can get valuable information about possible future trends even if the changes in both regions were caused by a third factor. First attempts has been done to reveal the physical background of these interactions. Future work is needed to improve the understanding about it