Onderzoekers hebben een weerproces waargenomen en gekarakteriseerd waarvan voorheen niet bekend was dat het plaatsvond in de kustgebieden van Antarctica. Het blijkt dat de katabatische winden die vanuit het binnenland naar de randen van het continent waaien, de hoeveelheid neerslag (voornamelijk sneeuwval) verminderen, wat een sleutelfactor is bij de vorming van de ijskap. Door een zeer droge luchtlaag te vormen in de eerste kilometer atmosfeer, de wind zet de vallende sneeuwvlokken tijdens hun val direct vanuit hun vaste toestand in waterdamp in een proces dat bekend staat als sublimatie.

De auteurs van deze studie gebruikten nieuwe gegevens die over een periode van een jaar aan de kust van Adélie Land zijn verzameld, samen met simulaties die zijn uitgevoerd met behulp van atmosferische modellen. Ze schatten dat, over het vasteland, cumulatieve neerslag nabij de grond was 17% lager dan het maximale niveau hoger in hoogte. Hun metingen geven aan dat de neerslag in de regio rond Oost-Antarctica wel 35% lager kan zijn. De onderzoekers denken dat dit fenomeen nog kan worden verergerd door klimaatverandering. Hun studie is gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences .

"Tot nu, de omvang van dit belangrijke proces, die grotendeels ondetecteerbaar is door satelliet, werd niet helemaal gewaardeerd, " legt Alexis Bern uit, corresponderende auteur van de studie en hoofd van EPFL's Environmental Remote Sensing Laboratory (LTE). Bern werkte met een team van Zwitserse, Franse en Britse onderzoekers in 2015 en 2016, met behulp van een nieuwe combinatie van instrumenten om metingen te doen in het Franse onderzoeksstation Dumont d'Urville aan de kust van Oost-Antarctica. Het team gebruikte drie instrumenten:een Doppler-weerradar met dubbele polarisatie, een wegende neerslagmeter en een radarprofiler. De polarisatieradar verzamelde informatie over het type en de intensiteit van de neerslag, terwijl de neerslagmeter elke minuut de geaccumuleerde sneeuwval woog en hielp bij het kalibreren van de schattingen van de twee radars. Deze twee instrumenten werden gebruikt om gegevens te verzamelen van november 2015 tot januari 2016. Het derde instrument - de radarprofiler - verzamelt sinds november 2015 continu verticale profielen van de intensiteit van neerslag tot drie kilometer hoogte in Dumont d'Urville.

Aanvankelijk, de onderzoekers waren verrast door de resultaten die ze behaalden. De scherpe daling van de neerslag in de buurt van de grond was niet consistent met hun gebruikelijke waarnemingen. "We werkten daarom uit van de hypothese dat de vermindering van neerslag in de lagere atmosferische niveaus werd veroorzaakt door sneeuwkristallen die sublimeerden als gevolg van de katabatische winden, " legt Christophe Genthon uit, CNRS Senior Scientist bij het Institute of Geosciences of the Environment, gevestigd in Grenoble. Deze frequente, sterke wind komt van de hoge plateaus van het continent. De Antarctische ijskap is vrij vlak, zodat de wind aan kracht kan winnen en tot aan de kust kan reiken. Hierdoor ontstaat een dunne onderlaag van lucht (tot 300 m) die verzadigd is met opgetilde sneeuwkristallen. Hierboven, er is een tweede luchtlaag die veel droger is. Sneeuwvlokken gevormd in de wolkenlaag omhoog, sublimeren wanneer ze door deze tweede laag gaan, verandert direct in waterdamp. Overuren, dit vermindert de bijdrage van neerslag aan de massabalans van de ijskap. "Deze laag bevindt zich in een blinde zone voor satellieten vanwege de echo's van het oppervlak, wat verklaart waarom dit fenomeen niet door satellieten was gedetecteerd, ' zegt Bern.

De onderzoekers vonden vervolgens bewijs van katabatische winden die sublimatie kunnen veroorzaken in de meeste gegevens die door radiosondes zijn verzameld op permanente onderzoeksstations in Oost-Antarctica. Met behulp van een reeks numerieke atmosferische modellen en het vergelijken van de resultaten met de metingen in Adélie Land, ze waren in staat om de impact over het hele continent te kwantificeren. En ze ontdekten dat het proces van sublimatie een enorme invloed heeft op de ophoping van neerslag.

Gegevens over de massabalans van de ijskap zijn essentieel om te voorspellen hoe de zeespiegel zal stijgen of dalen. Onderzoekers verwachten over het algemeen dat de opwarming van de aarde zal resulteren in meer neerslag op Antarctica. Maar de impact van de katabatische winden op de neerslag zou deze voorspellingen kunnen uitdagen en ze veel gecompliceerder maken. Het team is daarom van plan het continent verder te analyseren. "We willen graag gegevens blijven verzamelen over kustgebieden en nader kijken naar gebieden waar het terrein complexer is. We zijn ook van plan om verschillende soorten atmosferische modellen te gebruiken voor vergelijkingsdoeleinden. In grote lijnen, we hopen dat ons werk ons ​​inzicht zal helpen vergroten in hoe klimaatverandering de neerslag op Antarctica zal beïnvloeden, ", legt Alexis Bern uit.