Een nieuwe studie die vandaag in het tijdschrift is gepubliceerd Geofysische onderzoeksbrieven gebruikte NASA's ijsmeetlasersatelliet om atmosferische rivierstormen te identificeren als een belangrijke oorzaak van verhoogde sneeuwval in West-Antarctica tijdens de Australische winter van 2019.

Deze bevindingen van wetenschappers van Scripps Institution of Oceanography aan de University of California San Diego en collega's zullen helpen om het algemene begrip van de processen die verandering in Antarctica veroorzaken te verbeteren, en leiden tot betere voorspellingen van de zeespiegelstijging. De studie werd gefinancierd door NASA, met extra ondersteuning van het Climate Impact Lab van de Rhodium Group, een consortium van vooraanstaande onderzoeksinstellingen die de risico's van klimaatverandering onderzoeken.

Atmosferische rivieren zijn fenomenen die grote hoeveelheden waterdamp in lange, smalle "rivieren" in de lucht. Ze staan ​​bekend als de belangrijkste aanjager van neerslag langs de westkust van de Verenigde Staten, goed voor 25-50 procent van de jaarlijkse neerslag in belangrijke delen van het Westen. Uit toenemend onderzoek naar atmosferische rivieren blijkt dat ze een dominante invloed hebben op de westelijke kusten van de meeste continenten, als gevolg van verdamping van de oceanen en stormen die hoge niveaus van vocht in de atmosfeer brengen.

NASA's ijs, Wolk, en land Elevation Satellite-2 (ICESat-2), gelanceerd in een baan in september 2018, geeft een gedetailleerd beeld van de hoogte van ijs en sneeuw op de uitgestrekte, bevroren continent. De satelliet werkt door 10, 000 laserpulsen per seconde naar het aardoppervlak die de hoogte van ijskappen meten, gletsjers, en meer door de tijd te berekenen die een handvol van die pulsen nodig heeft om naar de satelliet terug te keren. Elk foton van licht heeft een tijdsaanduiding, en deze tags combineren met de GPS-locatie om de exacte plaats en hoogte op de grond te bepalen. Het meet elke drie maanden een gedetailleerde reeks sporen over de Antarctische ijskap.

"ICESat-2 is de eerste satelliet die sneeuwval boven het Antarctische continent op zo'n nauwkeurige manier kan meten, " zei Helen Amanda Fricker, een glacioloog bij Scripps Oceanography en co-auteur van de studie. "In de winter, weersomstandigheden verbieden dat een veldteam daar waarnemingen op de grond doet. ICESat-2 vult dit gebrek aan gegevens over de enorme ijskappen aan, en ons een beter begrip te geven van de winst en het verlies van sneeuwmassa op seizoensschaal."

Kijkend naar ICESat-2-gegevens, wetenschappers vonden tussen april 2019 en juni 2020 een toename in hoogte boven de Antarctische ijskap als gevolg van toegenomen sneeuwval. Met behulp van een computermodel van de atmosfeer en sneeuw, ze ontdekten dat 41 procent van de hoogtestijgingen boven West-Antarctica tijdens de winter van 2019 plaatsvonden omdat intermitterende extreme neerslaggebeurtenissen in korte tijd grote hoeveelheden sneeuw opleverden. Van die gebeurtenissen, 63 procent werd geïdentificeerd als atmosferische rivieren die aan land kwamen. Deze systemen onderscheidden zich van andere stormen door de veel hogere vochtigheidsniveaus gemeten in de lagere delen van de atmosfeer.

De atmosferische rivieren die op Antarctica aan land komen, vinden hun oorsprong in de subtropische, middelste breedtegraden van het zuidelijk halfrond. Ze reizen lange afstanden zonder continenten om ze te stoppen, uiteindelijk aan land komen in West-Antarctica.

"We weten dat de frequentie van atmosferische rivieren naar verwachting zal toenemen, dus het is belangrijk dat wetenschappers kunnen meten hoeveel ze bijdragen aan de toename van de sneeuwmassa of het smelten van het oppervlak, " zei Susheel Adusumilli, hoofdauteur en Ph.D. kandidaat bij Scripps Oceanography. "Als we weten hoeveel sneeuw er op het hele continent wordt verzameld, kunnen we beter begrijpen hoe de massa als geheel verandert, en informeert ons begrip van het zeespiegelstijgingspotentieel van de Antarctische ijskap."

Elk jaar gaat er meer dan honderd gigaton ijs vanuit Antarctica naar de oceaan, bijdragen aan de aanhoudende zeespiegelstijging. Het grootste deel van dit ijsverlies wordt veroorzaakt door een verhoogde ijsstroom naar de oceaan door het smelten van de drijvende ijsplaten die Antarctica omringen. Inzicht in de balans van massawinst door sneeuwval in het binnenland van Antarctica en massaverlies door opwarming van de oceaan is de sleutel tot het verbeteren van projecties van zeespiegelstijging.

Hoewel deze studie de ijsmassa op korte termijn volgde, atmosferische rivieren op Antarctica kunnen ook grote hoeveelheden sneeuw doen smelten. In feite, uit deze studie bleek dat ongeveer 90 procent van de atmosferische rivieren in de zomer en 10 procent van de atmosferische rivieren in de winter samenviel met mogelijke oppervlaktesmelting boven de West-Antarctische ijskap. Het door de atmosferische rivier gedreven smelten is te wijten aan de lage bewolking van deze systemen, die warmte kan absorberen en weer naar het oppervlak kan afgeven. Wetenschappers zullen verder onderzoek nodig hebben om te begrijpen of deze gebeurtenissen sneeuwmakers of smelters zullen zijn, kijken naar factoren zoals seizoensinvloeden, vochtgehalte, bewolking, of als elk stormafhankelijk is.

"In de VS, wetenschappers bestuderen atmosferische rivieren en kijken of ze gunstig kunnen zijn voor de watervoorziening in Californië of gevaarlijk, overstromingen veroorzaken, " zei co-auteur van de studie Meredith Fish, postdoctoraal medewerker aan de Rutgers University en alumna van Scripps Oceanography, waar ze studeerde aan het Center for Western Weather and Water Extremes. "Wat interessant is in Antarctica is de vraag, gaan atmosferische rivieren bijdragen aan het smelten van sneeuw of sneeuwophoping?"