Het schatten van de hoeveelheid seizoensgebonden sneeuw is belangrijk voor het begrijpen van de watercyclus en het klimaatsysteem van de aarde, maar het is moeilijk gebleken om een ​​duidelijk en samenhangend beeld van verandering vast te stellen. Nieuw onderzoek van ESA's Climate Change Initiative heeft geholpen om de eerste betrouwbare schatting van sneeuwmassaverandering te produceren en heeft geholpen om verschillende continentale trends te identificeren.

Het is bekend dat de opwarmende oppervlaktetemperaturen de omvang en de duur van de sneeuwbedekking op het noordelijk halfrond aanzienlijk hebben verminderd. Even belangrijk, maar veel minder goed begrepen is de sneeuwmassa - de hoeveelheid water die in het pak sneeuw wordt vastgehouden - en hoe deze in de loop van de tijd is veranderd.

Miljoenen mensen vertrouwen op smeltwater van sneeuw voor stroom, irrigatie en drinkwater. Nauwkeurigere informatie over de sneeuwmassa zou niet alleen helpen om de beschikbaarheid van zoetwaterbronnen te beoordelen en het overstromingsrisico te identificeren, maar maken ook een betere beoordeling mogelijk van de rol die seizoenssneeuw speelt in het klimaatsysteem.

In een nieuwe krant gepubliceerd in Natuur , onderzoekers van het Fins Meteorologisch Instituut (FMI) en het milieu en klimaatverandering Canada, werken als onderdeel van ESA's Climate Change Initiative, hebben een betrouwbare schatting gemaakt van de hoeveelheid jaarlijkse sneeuwmassa en veranderingen in de sneeuwbedekking op het noordelijk halfrond tussen 1980 en 2018. Uit hun onderzoek blijkt dat de sneeuwmassa gelijk is gebleven in Eurazië en is afgenomen in Noord-Amerika, maar de omvang van de sneeuwbedekking is in beide regio's afgenomen.

Het gecombineerde klimaatgegevensbestand van 39 jaar is gebaseerd op passieve satellietwaarnemingen met microgolven in combinatie met sneeuwdieptemetingen op de grond. Hierdoor kon het team de jaarlijkse maximale sneeuwmassa voor het noordelijk halfrond verkleinen tot 3062 gigaton tussen 1980-2018, met de piek sneeuwmassa in maart, terwijl eerdere schattingen varieerden van 2500-4200 gigaton.

Het team gebruikte deze methode, die eventuele afwijkingen in de gegevens corrigeert, en vergeleek ze met schattingen van de Global Snow Monitoring for Climate Research, ook bekend als GlobSnow, met drie onafhankelijke schattingen van de sneeuwmassa.

Jouni Pulliainen, de hoofdauteur van het artikel en onderzoeksprofessor bij FMI, zegt, "De methode kan worden gebruikt om verschillende waarnemingen te combineren en geeft nauwkeurigere informatie over de hoeveelheid sneeuw dan ooit tevoren. De eerdere aanzienlijke onzekerheid van 33% in de hoeveelheid sneeuw is gedaald tot 7,4%."

Het onderzoeksteam vond weinig vermindering van de sneeuwmassa op het noordelijk halfrond gedurende de vier decennia van satellietwaarnemingen toen we keken naar de jaarlijkse maximale hoeveelheid sneeuw rond de wisseling van februari-maart.

Echter, dankzij de betrouwbaardere schattingen kon het team verschillende continentale trends identificeren. Bijvoorbeeld, sneeuwmassa daalde met 46 gigaton per decennium in Noord-Amerika. Dit kwam niet tot uiting in Eurazië, maar er werd een hoge regionale variabiliteit waargenomen.

Jouni vervolgt, "Vroeger, schattingen van wereldwijde en regionale sneeuwvaltrends waren slechts indicatief. De resultaten laten zien dat de hoeveelheid neerslag is toegenomen in de noordelijke regio's, vooral in de noordelijke delen van Azië."

In noordelijke gebieden, waar regenval in de winter over het algemeen in sneeuw verandert, de sneeuwmassa is gelijk gebleven of zelfs toegenomen. In de zuidelijke delen, waar in de winter regenval naar beneden komt als water in plaats van sneeuw, zowel de omvang van het sneeuwdek als de sneeuwmassa zijn afgenomen.

Sneeuwmassagegevens kunnen wetenschappers helpen bij het analyseren en verbeteren van de betrouwbaarheid van modellen die worden gebruikt om toekomstige veranderingen te voorspellen, echter, eerdere pogingen om de hoeveelheid sneeuwmassa op noordelijke breedtegraden te schatten, zijn zo gevarieerd dat het niet mogelijk is om met voldoende zekerheid te beoordelen of er veranderingen hebben plaatsgevonden.

Het projectteam wil het GlobSnow-algoritme verder ontwikkelen, als onderdeel van het ESA's Climate Change Initiative - een onderzoeks- en ontwikkelingsprogramma dat metingen van meerdere satellietmissies samenvoegt en kalibreert om een ​​wereldwijde tijdreeks te genereren.

In november 2019, ESA-lidstaten keurden een grote uitbreiding van de Copernicus Sentinel-vloot van satellietmissies goed, waaronder CIMR, de kandidaat-missie Copernicus Imaging Microwave Radiometer. Niet eerder gelanceerd worden dan 2025, deze multifrequentie-microgolfradiometer zal een hoge ruimtelijke resolutie en high-fidelity-metingen leveren om de sneeuwhoeveelheid en massa-waarnemingsrecords in de toekomst voort te zetten en uit te breiden.

Co-auteur en lid van de ESA CIMR Mission Advisory Group, Kari Luojus, voegt toe, "Het FMI-team werkt al aan het gebruik van de komende CIMR-gegevens voor schatting van de sneeuwmassa, om de lange termijn dataset verder uit te breiden."