science >> Wetenschap >  >> Natuur

Het regent op het Groenlandse ijs - in de winter

Toenemende regenval over de Groenlandse ijskap zorgt voor een snel smelten van het oppervlak. Hier, onderzoekers steken de Groenlandse Russell-gletsjer over, Juli 2018. Krediet:Kevin Krajick/Earth Institute

Regenachtig weer komt steeds vaker voor op delen van de Groenlandse ijskap, het veroorzaken van plotselinge smeltgebeurtenissen die aan het ijs eten en het oppervlak voorbereiden op een meer wijdverbreid toekomstig smelten, zegt een nieuwe studie. Sommige delen van de ijskap krijgen in de winter zelfs regen - een fenomeen dat zich zal verspreiden naarmate het klimaat verder opwarmt, zeggen de onderzoekers. De studie verschijnt deze week in het Europese wetenschappelijke tijdschrift De cryosfeer .

Groenland verliest de afgelopen decennia ijs door de voortschrijdende opwarming. Sinds ongeveer 1990, de gemiddelde temperatuur boven de ijskap is in de zomer met maar liefst 1,8 graden Celsius gestegen, en tot 3 graden C (5,4F) in de winter. de 660, Er wordt nu aangenomen dat een oppervlakte van 000 vierkante mijl elk jaar ongeveer 270 miljard ton ijs verliest. Voor een groot deel van deze tijd, het meeste hiervan werd verondersteld afkomstig te zijn van ijsbergen die in de oceaan afkalven, maar sinds kort domineert directe afvloeiing van smeltwater, goed voor ongeveer 70 procent van het verlies. Regenachtig weer, zeggen de auteurs van de studie, wordt steeds meer de trigger voor die afvoer.

De onderzoekers combineerden satellietbeelden met weersobservaties op de grond van 1979 tot 2012 om vast te stellen wat de oorzaak was van het smelten op specifieke plaatsen. Satellieten worden gebruikt om het smelten in realtime in kaart te brengen, omdat hun beelden sneeuw van vloeibaar water kunnen onderscheiden. Ongeveer 20 geautomatiseerde weerstations verspreid over het ijs bieden gelijktijdige gegevens over temperatuur, wind en neerslag. Door de twee datasets te combineren, de onderzoekers richtten zich op meer dan 300 gebeurtenissen waarin ze ontdekten dat de eerste trigger voor smelten het weer was dat regen bracht. "Dat was een verrassing om te zien, " zei de hoofdauteur van de studie, Marilena Oltmanns van het Duitse GEOMAR Center for Ocean Research. Ze zei dat tijdens de studieperiode, smelten geassocieerd met regen en de daaropvolgende effecten verdubbelden tijdens de zomer, en verdrievoudigd in de winter. De totale neerslag over de ijskap veranderde niet; wat wel veranderde was de vorm van neerslag. Alles verteld, de onderzoekers schatten dat bijna een derde van de totale afvoer die ze hebben waargenomen, werd veroorzaakt door regenval.

Smelten kan worden aangedreven door een complex van factoren, maar de introductie van vloeibaar water is een van de krachtigste, zei Marco Tedesco, een glacioloog aan de Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University en co-auteur van de studie. Warme lucht, natuurlijk, kan ijs direct smelten, maar is op zichzelf niet erg efficiënt, hij zei. Echter, warmere temperaturen kunnen trapsgewijze effecten veroorzaken. Een daarvan is dat ze het waarschijnlijker maken dat atmosferische omstandigheden de drempel overschrijden waar neerslag neerkomt als regen, geen sneeuw. Vloeibaar water draagt ​​veel warmte, en wanneer het doordringt in een besneeuwd oppervlak, het smelt de sneeuw eromheen, meer energie vrijmaken. In de tussentijd, de warme lucht die de regen bracht vormt vaak wolken, die in de hitte omzomen.

Deze combinatie van factoren veroorzaakt een smeltpuls die zichzelf voedt, en overleeft de regen zelf, vaak met meerdere dagen. Verder, de wetenschappers ontdekten dat de lengte van deze pulsen toenam in de decennia die ze analyseerden, bij koud weer van twee dagen tot drie, en in de korte zomer, van twee dagen tot vijf.

Zomerafvoer van smeltend ijs bij Kangerlussuaq, Groenland. Krediet:Kevin Krajick/Earth Institute

Er zijn effecten op langere termijn, zeggen de auteurs van de studie. Ze geloven dat een deel van het smeltwater wegloopt, maar de rest bevriest opnieuw op zijn plaats, morphing normaal pluizig, reflecterende sneeuw op of nabij het oppervlak in donkerder, dichtere ijsmassa's. Dit ijs absorbeert zonnestraling gemakkelijker dan sneeuw, dus als de zon schijnt, het smelt gemakkelijker, meer vloeibaar water produceren, die meer smelten voedt, in een vicieuze feedbackloop. Dit, zei Tedesco, heeft geleid tot meer en eerder afsmelten in de zomer. En omdat het oppervlak is verhard tot ijs, veel van dat smeltwater kan gemakkelijker van de ijskap naar zee stromen.

"Als het in de winter regent, die het ijs in de zomer kwetsbaarder maakt, " zei Tedesco. "We beginnen te beseffen, je moet naar alle seizoenen kijken."

Terwijl de regen in de zomer steeds verder afgelegen delen van het ijs treft, De regenval in de winter lijkt tot dusverre voornamelijk beperkt tot lager gelegen gebieden in het zuiden en zuidwesten van Groenland. Het wordt binnengebracht door vochtige, relatief warme oceaanwinden uit het zuiden, die sommige gemeenschappen in andere gebieden neqqajaaq noemen. Deze winden komen mogelijk vaker voor als gevolg van door het klimaat veroorzaakte verschuivingen in de straalstroom. De hoogte van de ijskap neemt verder landinwaarts toe en het is daar dus kouder en sneeuwrijker; maar als de gemiddelde temperatuur blijft stijgen zoals verwacht, de lijn waar het vocht naar beneden komt als regen in plaats van sneeuw zal snel naar binnen bewegen, naar boven en naar het noorden. "Het ijs zou in de winter zwaarder moeten worden als het sneeuwt, maar een steeds groter deel van de massawinst door neerslag gaat verloren door smelten, ', aldus Oltmanns.

Groenland is niet de enige plaats in het hoge noorden die wordt getroffen door toenemende regen. In recente jaren, abnormale winterregens hebben de noordelijke Canadese toendra getroffen, dan opnieuw ingevroren over het oppervlak, afdichting in planten die kariboes en muskusossen normaal door de losse sneeuw foerageren; in sommige jaren, dit heeft kuddes gedecimeerd. En een zojuist gepubliceerde studie uit de buurt van Fairbanks, Alaska, laat zien dat toenemende lenteregens door de permafrost naar beneden sijpelen, ontdooien en grote hoeveelheden methaan vrijgeven, een zeer efficiënt broeikasgas.

Tussen 1993 en 2014, wereldwijde zeespiegelstijging versneld van ongeveer 2,2 millimeter per jaar tot 3,3 millimeter, en men denkt dat veel van die versnelling te wijten is aan het smelten in Groenland. Projecties van de zeespiegelstijging voor het einde van deze eeuw lopen over het algemeen uiteen van twee tot vier voet, maar de meeste prognoses houden nog geen rekening met wat er met het ijs op Groenland kan gebeuren, noch met de veel grotere massa op Antarctica, omdat het begrip van de natuurkunde nog niet ver genoeg gevorderd is.

Richard Alley, een vooraanstaand glacioloog aan de Pennsylvania State University, zei dat het nieuwe papier bijdraagt ​​aan het begrip. "Het grote geheel is duidelijk en onveranderd, "zei hij. "Opwarming smelt ijs, " Maar, hij voegde toe, de specifieke processen die dit zullen dragen "moeten worden gekwantificeerd, begrepen en verwerkt in modellen. Dit nieuwe document doet belangrijk werk om te begrijpen en te kwantificeren."