Zee-ijs in de kustgebieden van het noordpoolgebied kan tot twee keer zo snel dunner worden als eerder werd gedacht, volgens een nieuwe modelstudie onder leiding van UCL-onderzoekers.

De dikte van het zee-ijs wordt afgeleid door de hoogte van het ijs boven het water te meten, en deze meting wordt vervormd door sneeuw die de ijsschots naar beneden weegt. Wetenschappers passen dit aan met behulp van een kaart van sneeuwdiepte in het noordpoolgebied die tientallen jaren verouderd is en geen rekening houdt met klimaatverandering.

In de nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift De cryosfeer , onderzoekers hebben deze kaart geruild voor de resultaten van een nieuw computermodel dat is ontworpen om de sneeuwdiepte te schatten, aangezien deze van jaar tot jaar varieert, en concludeerde dat het zee-ijs in belangrijke kustgebieden dunner werd met een snelheid die 70% tot 100% sneller was dan eerder werd gedacht.

Robbie Mallett (UCL Aardwetenschappen), de Ph.D. student die de studie leidde, zei:"De dikte van het zee-ijs is een gevoelige indicator voor de gezondheid van het noordpoolgebied. Het is belangrijk omdat dikker ijs fungeert als een isolerende deken, voorkomen dat de oceaan de atmosfeer in de winter opwarmt, en het beschermen van de oceaan tegen de zon in de zomer. Dunner ijs overleeft ook minder tijdens de Arctische zomersmelt."

"Eerdere berekeningen van de dikte van het zee-ijs zijn gebaseerd op een sneeuwkaart die 20 jaar geleden voor het laatst is bijgewerkt. Omdat zee-ijs zich later en later in het jaar begint te vormen, de sneeuw op de top heeft minder tijd om zich op te stapelen. Onze berekeningen houden voor het eerst rekening met deze afnemende sneeuwdiepte, en suggereren dat het zee-ijs sneller dunner wordt dan we dachten."

Co-auteur professor Julienne Stroeve (UCL Earth Sciences) zei:"Er zijn een aantal onzekerheden bij het meten van de dikte van het zee-ijs, maar we geloven dat onze nieuwe berekeningen een grote stap voorwaarts zijn in termen van een nauwkeurigere interpretatie van de gegevens die we van satellieten hebben.

"We hopen dat dit werk kan worden gebruikt om de prestaties van klimaatmodellen die de effecten van klimaatverandering op lange termijn in het noordpoolgebied voorspellen - een regio die drie keer zo snel opwarmt als de wereldsnelheid, beter te beoordelen. en waarvan miljoenen vierkante kilometers ijs essentieel zijn om de planeet koel te houden."

Om de dikte van het zee-ijs te berekenen, gebruikten onderzoekers radar van de CryoSat-2-satelliet van de European Space Agency. Door te timen hoe lang het duurt voordat radargolven terugkaatsen van het ijs, ze kunnen de hoogte van het ijs boven het water berekenen, waaruit ze de totale dikte van het ijs kunnen afleiden.

In de nieuwe studie onderzoekers gebruikten een nieuw sneeuwmodel dat eerder is ontwikkeld door onderzoekers van de UCL en de Colorado State University, SneeuwModel-LG, die sneeuwdiepte en -dichtheid berekent met behulp van invoer zoals luchttemperatuur, sneeuwval en ijsbewegingsgegevens om bij te houden hoeveel sneeuw zich ophoopt op zee-ijs terwijl het rond de Noordelijke IJszee beweegt. Door de resultaten van het sneeuwmodel te combineren met satellietradarwaarnemingen, ze schatten vervolgens de algehele snelheid van achteruitgang van de dikte van het zee-ijs in het noordpoolgebied, evenals de variabiliteit van de dikte van het zee-ijs van jaar tot jaar.

Ze ontdekten dat het tempo van de achteruitgang in de drie kustzeeën van Laptev, Zeeën van Kara en Chukchi met 70% gestegen, respectievelijk 98% en 110%, in vergelijking met eerdere berekeningen. Dat vonden ze ook, over alle zeven kustzeeën, de variabiliteit in de dikte van het zee-ijs van jaar tot jaar nam toe met 58%.

Zee-ijs in de kustzeeën varieert typisch van een halve meter tot twee meter dik. Meer en meer, het ijs in deze regio overleeft de zomersmelt niet. Het sneller dunner worden van het zee-ijs in de Arctische kustzeeën heeft gevolgen voor de menselijke activiteit in de regio, zowel wat betreft de scheepvaart langs de Noordelijke Zeeroute voor een groter deel van het jaar, evenals de winning van hulpbronnen uit de zeebodem, zoals olie, gassen en mineralen.

Mallett zei:"Meer schepen die de route rond Siberië volgen, zouden de brandstof- en koolstofemissies verminderen die nodig zijn om goederen over de hele wereld te vervoeren. vooral tussen China en Europa. Echter, het verhoogt ook het risico van brandstoflekkage in het noordpoolgebied, waarvan de gevolgen ernstig kunnen zijn. Het dunner worden van het zee-ijs aan de kust is ook zorgwekkend voor inheemse gemeenschappen, omdat het ervoor zorgt dat nederzettingen aan de kust steeds meer worden blootgesteld aan sterk weer en golfslag van de opkomende oceaan."

Mallet, Professor Stroeve en co-auteur Dr. Michel Tsamados (UCL Earth Sciences) brachten enkele weken door met het onderzoeken van sneeuw en ijs in het noordpoolgebied aan boord van het Duitse onderzoeksschip Polarstern, die in 2019 en 2020 de centrale Noordelijke IJszee verkende.