De smeltende ijskap van Groenland zou meer zeespiegelstijging kunnen veroorzaken dan eerder werd gedacht als de uitstoot van broeikasgassen blijft toenemen en de atmosfeer in het huidige tempo opwarmt, volgens een nieuwe modelstudie. De studie, die gegevens gebruikte van NASA's operatie IceBridge in de lucht, werd gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang vandaag. In de komende 200 jaar zal het ijskapmodel laat zien dat smelten in het huidige tempo 19 tot 63 inch zou kunnen bijdragen aan de wereldwijde zeespiegelstijging, zei het team onder leiding van wetenschappers van het Geophysical Institute van de University of Alaska Fairbanks. Deze cijfers zijn minstens 80 procent hoger dan eerdere schattingen, die voorspelde tot 35 inch zeespiegelstijging van het ijs van Groenland.

Het team voerde het model 500 keer uit tot het jaar 3000 voor elk van de drie mogelijke toekomstige klimaatscenario's, sleutelland aanpassen, ijs, oceaan- en atmosferische variabelen om hun effecten op de smeltsnelheid van ijs te testen. De drie klimaatscenario's zijn afhankelijk van de hoeveelheid broeikasgassen in de atmosfeer in de komende jaren. In het scenario zonder emissiereductie, de studie wees uit dat de hele Groenlandse ijskap waarschijnlijk binnen een millennium zal smelten, waardoor de zeespiegel 17 tot 23 voet stijgt.

In het scenario waarin de emissies tegen het einde van de eeuw zijn gestabiliseerd in plaats van te blijven stijgen, het model laat zien dat het ijsverlies tegen 3000 daalt tot 26-57 procent van de totale massa. Een drastische beperking van de emissies, zodat ze tegen het einde van de eeuw beginnen af ​​te nemen, zou het ijsverlies kunnen beperken tot 8-25 procent. Dit scenario zou in het volgende millennium tot zes voet zeespiegelstijging opleveren, volgens de studie.

Het bijgewerkte model geeft nauwkeuriger de stroom van uitlaatgletsjers weer, de rivierachtige ijslichamen die aansluiten op de oceaan. Uitlaatgletsjers spelen een sleutelrol bij het smelten van ijskappen, maar eerdere modellen misten de gegevens om hun complexe stroompatronen adequaat weer te geven. Uit de studie bleek dat smeltende gletsjers in de komende 200 jaar tot 40 procent van de ijsmassa die op Groenland verloren gaat, kunnen uitmaken.

Door ijsdiktegegevens van IceBridge op te nemen en bronnen van statistische onzekerheid in het model te identificeren, de studie geeft een nauwkeuriger beeld van hoe door de mens gegenereerde uitstoot van broeikasgassen en een opwarmend klimaat Groenland in de toekomst kunnen beïnvloeden.

Een duidelijker beeld

Door de veranderende stroom en snelheid van het smelten van de uitlaatgletsjer vast te leggen, is het bijgewerkte ijskapmodel nauwkeuriger dan eerdere modellen, volgens de auteurs. Omdat het oceaanwater de afgelopen 20 jaar is opgewarmd, ze hebben het drijvende ijs gesmolten dat de uitlaatgletsjers beschermde tegen hun stijgende temperaturen. Als resultaat, de uitlaatgletsjers stromen sneller, smelten en dunner worden, waarbij het dalende oppervlak van de ijskap nieuw ijs blootstelt aan warme lucht en ook smelt.

"Toen we eenmaal toegang hadden tot satellietwaarnemingen, we konden de oppervlaktesnelheid van de hele Groenlandse ijskap vastleggen en zien hoe dat ijs stroomt. We erkenden dat sommige uitlaatgletsjers erg snel stromen - orden van grootte sneller dan het binnenste van de ijskap, " zei hoofdauteur Andy Aschwanden, een universitair hoofddocent onderzoek aan het Geophysical Institute van de University of Alaska Fairbanks.

Dankzij de gedetailleerde ijsdiktemetingen van IceBridge kon het team als eerste deze gebieden modelleren waar de uitgaande gletsjers worden beïnvloed door warmer oceaanwater, en om meer van de complexe terugkoppelingen en processen die van invloed zijn op ijsverlies te modelleren dan voorheen mogelijk was. Ze onderzochten het belang van factoren als smelten onder water, grote stukken ijs die van gletsjers afbreken, veranderende sneeuwval en stijgende luchttemperaturen. Ze onderzochten ook factoren die het ijsverlies kunnen vertragen, zoals de beweging van het aardoppervlak die "terugkaatst" van het gewicht van ijs dat er niet meer is.

"Aan het einde van de dag, gletsjers stromen bergafwaarts, " zei Aschwanden. "Dat is erg vereenvoudigd, maar als je niet weet waar downhill is, het model kan het nooit goed doen. Dus de belangrijkste bijdrage aan het begrijpen van de ijsstroom is te weten hoe dik het ijs is."

Elk van de drie emissiescenario's die in het onderzoek werden gebruikt, produceerden verschillende patronen van ijsterugtrekking over Groenland. Het minst ernstige scenario toonde dat het ijs zich terugtrekt in het westen en noorden, terwijl het gematigde scenario een terugtrekking van het ijs rond het eiland liet zien, behalve in de hoogste gebieden. Het meest ernstige scenario, waarin de uitstoot in het huidige tempo blijft toenemen, toonde aan dat meer dan de helft van de modelruns tegen 3000 meer dan 99 procent van de ijskap verloor.

Op het dikste punt, de Groenlandse ijskap is momenteel meer dan 10, 000 voet boven zeeniveau. Het stijgt hoog genoeg in de atmosfeer om het weer eromheen te veranderen, zoals bergen doen. Vandaag, dit weerpatroon genereert bijna genoeg sneeuwval om de hoeveelheid natuurlijk smeltend ijs elk jaar te compenseren. In de toekomst, echter, smelten en vloeien zal het interieur dunner maken, het verlagen van het in een laag van de atmosfeer die de voorwaarden mist die nodig zijn om voldoende sneeuwval aan te vullen.

"In het warmere klimaat, gletsjers hebben de gebieden verloren waar in de zomer meer sneeuw valt dan smelt, waar nieuw ijs wordt gevormd, " zei Mark Fahnestock, onderzoeksprofessor aan het Geophysical Institute en de tweede auteur van de studie. "Ze zijn als klompen ijs in een open koeler die wegsmelten, en niemand stopt nog meer ijs in de koeler."

Het team benadrukte dat ondanks de behoefte aan doorlopend onderzoek naar hoe gletsjers precies zullen bewegen en smelten als reactie op opwarmingstemperaturen, alle modelruns laten zien dat de komende decennia cruciaal zullen zijn voor de toekomstige uitkomst van de ijskap.

"Als we gewoon doorgaan, Groenland zal smelten, "Zei Aschwanden. "Wat we nu doen op het gebied van emissies, in de zeer nabije toekomst, op lange termijn een grote impact zullen hebben op de Groenlandse ijskap, en bij uitbreiding, als het smelt, naar zeeniveau en de menselijke samenleving."

De gegevenskloof overbruggen

De modelruns werden uitgevoerd op krachtige supercomputers in het Ames Research Center van NASA en de University of Alaska Fairbanks (UAF) met behulp van het Parallel Ice Sheet Model (PISM), een open-sourcemodel ontwikkeld bij UAF en het Potsdam Institute for Climate Impact Research. NASA heeft ook financiële steun verleend voor de studie. Terwijl andere ijskapmodellen de simulaties konden uitvoeren die ze deden, het team zei, PISM is uniek vanwege zijn hoge resolutie en lage rekenkosten.

NASA's Operation IceBridge is 's werelds grootste luchtonderzoek van poolijs en zee-ijs. Met behulp van een scala aan vliegtuigen en wetenschappelijke instrumenten, IceBridge heeft gegevens verzameld tussen het einde van het eerste ijs, Cloud and Land Elevation Satellite (ICESat) missie in 2010 en de tweede, ICESat-2, die in 2018 werd gelanceerd. Het heeft de hoogte van het ijs onder zijn vliegroute gemeten, evenals het gesteente onder de ijskappen.

"NASA's ruimte- en luchtlandingscampagnes, zoals IceBridge, hebben ons vermogen om te proberen een model te maken dat de veranderingen in de ijskap nabootst fundamenteel veranderd, " zei Fahnestock. "De technologie die een betere beeldvorming van het gletsjerbed mogelijk maakt, is als een betere bril die ons in staat stelt om duidelijker te zien. Alleen NASA had een vliegtuig met de instrumenten en technologie die we nodig hadden en kon gaan waar we heen moesten."

Bannerafbeelding:De Groenlandse ijskap is de op een na grootste ijsmassa ter wereld, ongeveer 650, 000 square miles of Greenland's surface. If it melts completely, it could contribute up to 23 feet of sea level rise, according to a new study using data from NASA's Operation IceBridge.