Inzicht in de thermische omstandigheden van de grond in het noordpoolgebied is van het grootste belang om de effecten van klimaatverandering op het optreden van permafrost te beoordelen, over de ecosystemen en samenlevingen van Arctis, en het wereldwijde klimaatsysteem. Juha Aalto en Miska Luoto, onderzoekers in natuurlijke geografie aan de Universiteit van Helsinki, deelgenomen aan dit onderzoek. De bevindingen van de studie zijn gepubliceerd in het internationale tijdschrift Geofysische onderzoeksbrieven .

Het onderzoek is uitgevoerd door Juha Aalto en Miska Luoto (Departement Geowetenschappen en Geografie, Universiteit van Helsinki / Fins Meteorologisch Instituut), en Olli Karjalainen en Jan Hjort (Geografie Onderzoekseenheid, Universiteit van Oulu).

Ondersteuning van statistische methoden

Het onderzoek modelleerde de temperaturen van de grond en de dikte van de actieve laag, d.w.z. de laag boven de permafrost, die in de zomer ontdooit. De studie omvatte het grootste deel van het noordelijk halfrond.

De modellering was gebaseerd op een database waarin uitgebreide veldmetingen en digitale omgevingsgegevens werden gecombineerd. De studie maakte gebruik van statistische ensemble-methoden met een ruimtelijke resolutie van één vierkante kilometer, de hoogste nauwkeurigheid ooit bereikt.

"Dit is een belangrijke stap voorwaarts, aangezien eerdere studies slechts een zeer algemeen overzicht hebben kunnen geven van de thermische omstandigheden van de Arctische grond en hun veranderingen, ", zegt postdoctoraal onderzoeker Juha Aalto.

Grote veranderingen in het optreden van permafrost verwacht

Volgens de onderzoeksresultaten, een gebied van ongeveer 15 miljoen vierkante kilometer bevat momenteel gunstige omstandigheden voor permafrost, rekening houdend met modelonzekerheid.

"Echter, dit gebied zal in de toekomst sterk krimpen als gevolg van klimaatverandering, ' zegt Aalto.

Op basis van het best-case scenario voor klimaatverandering (RCP2.6), bijvoorbeeld, omstandigheden die gunstig zijn voor permafrost op het noordelijk halfrond zullen tegen het jaar 2050 met meer dan een derde zijn afgenomen naarmate de temperatuur en de regenomstandigheden veranderen.

Volgens het worstcasescenario (RCP8.5) gebieden die gunstig zijn voor permafrost zouden op dat moment al met 47 procent zijn afgenomen.

Het is ook opmerkelijk dat onze modellen laten zien dat de relatief grootste veranderingen zullen plaatsvinden in gebieden waar de huidige bodemtemperaturen laag zijn, maar de voorspelde klimaatverandering uitgebreid. Dergelijke gebieden zijn b.v. de grote permafrostgebieden in midden-Siberië, ', zegt Juha Aalto.

"De nieuwe gegevens die door het onderzoek zijn geproduceerd, zullen ons nieuwe kansen bieden om bijvoorbeeld koolstofcyclusprocessen en de risico's voor de infrastructuur van het smelten van de permafrost te beoordelen, " zegt Miska Luoto, hoogleraar natuurlijke geografie. Het onderzoek loopt nog en er worden meer exacte schattingen gemaakt van de gevolgen van de smeltende vorst voor onder meer gebouwen en wegen.

Het onderzoek is een samenwerking tussen de Universiteit van Helsinki, het Fins Meteorologisch Instituut, en de Universiteit van Oulu, en maakt deel uit van het INFRAHAZARD-project dat wordt gefinancierd door de Academie van Finland. Het project bestudeert Arctische grondoppervlakprocessen onder klimaatverandering, en beoordeelt de risico's die het vormt voor menselijke activiteiten.