Bevroren Arctische bodems zullen naar verwachting enorme hoeveelheden broeikasgassen in de atmosfeer afgeven terwijl ze de komende decennia blijven ontdooien. Ondanks de bezorgdheid dat dit de toekomstige opwarming van de aarde zal aanwakkeren, de omvang en snelheid van dit belangrijke klimaatproces blijven onzeker. Om deze kenniskloof te helpen dichten, Door ESA gefinancierde onderzoekers hebben een nieuwe permafrost-dataset ontwikkeld en uitgebracht - de langste, satelliet-afgeleide permafrost record momenteel beschikbaar.

Met een oppervlakte van 18 miljoen vierkante kilometer, permafrostgebieden op het noordelijk halfrond zijn sinds de jaren tachtig aan het opwarmen, volgens het laatste rapport van het Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering over oceanen en cryosfeer. De totale hoeveelheid koolstof die elk jaar vrijkomt, kan tegen het einde van de eeuw wedijveren met de huidige emissies van alle EU-landen - en zal naar verwachting de toekomstige klimaatverandering versterken.

Het nieuwe 21-jarige satellietrecord beschrijft de jaarlijkse veranderingen in de permafrostbodems op het noordelijk halfrond van 1997-2018. Dit is het langste satellietpermafrost-record dat momenteel beschikbaar is, en verlengt de tijdreeks met zeven jaar.

Langdurige, van satellieten afgeleide records zoals deze zijn een belangrijk hulpmiddel om wereldwijde klimaatmodellen en vertrouwen in de voorspellingen van zowel toekomstige emissies als verandering te evalueren en te verbeteren.

Permafrost kan niet rechtstreeks vanuit de ruimte worden waargenomen. In plaats daarvan, het onderzoeksteam, onder leiding van Annett Bartsch van B.geos, combineer wereldwijde satellietdataproducten voor landoppervlaktetemperatuur en landbedekking met in-situ metingen en de ERA5 klimaatheranalyse om een ​​beeld te krijgen van de permafrostbodemcondities.

De resulterende dataset met een resolutie van één kilometer geeft permafrostgrondtemperaturen op 1 m, 2m, 5m, 10m en de 'actieve laag' – de diepte waarop de bovenste laag grond in de zomer ontdooit en in de herfst weer bevriest. Het team leidt en levert ook gegevens over de permafrost-uitbreiding, een standaardparameter die wordt gebruikt voor een verscheidenheid aan gerelateerde toepassingen.

Hoewel het momenteel niet voldoet aan het minimum van drie decennia dat nodig is om een ​​klimaatsignaal te identificeren, het 21-jarige record laat interessante trends zien, volgens Dr. Bartsch die wijst op stijgende grondtemperaturen, en grotere variabiliteit langs kustgebieden en op hoge arctische breedtegraden.

"De gemiddelde grondtemperatuur stijgt met een snelheid van één graad Celsius per decennium in het record, " legt Dr. Bartsch uit, daaraan toevoegend, "Een grotere temperatuurstijging kan worden waargenomen langs de kusten van Oost-Rusland en Noordwest-Canada, grenzend aan de Beaufort Sea Coast - waar de kusterosie tot de hoogste ter wereld behoort, en zijn, gedeeltelijk, verergerd door permafrost-dooiomstandigheden."

Een ongewoon warme zomer in 2020 in Noord-Rusland, leidde ertoe dat de grondcondities instabiel werden, bijdragen aan een groot dieselolielek in een fabriek in de buurt van de stad Norilsk. Het incident dreigde de Noordelijke IJszee te vervuilen en benadrukt enkele gevolgen van de veranderende permafrost.

"Hoewel de grondtemperaturen dicht bij nul graden bleven, aanhoudend langzaam smeltend seizoensgebonden grondijs en een verdieping van de actieve laag kan worden waargenomen in de gegevens, " verklaart, De collega van Dr. Bartsch, Prof Westermann van de Universiteit van Oslo en de ontwikkelaar van het satellietophaalschema.

De dataset van onderzoekskwaliteit is gratis beschikbaar via het Climate Change Initiative Open Data Portal van ESA, samen met een reeks wereldwijde, satellietgegevenssets voor essentiële klimaatvariabelen.

Vooruit gaan, het permafrost-projectteam werkt aan het integreren van sneeuwwaarnemingen in hun model om gemodelleerde sneeuwgegevens aan te vullen of te vervangen, en het ontwikkelen van Arctische-specifieke landbedekkingskaarten die bijvoorbeeld zullen helpen om de bodem- en bodemtemperatuur verder te verbeteren.