De wereldwijde cryosfeer - alle gebieden met bevroren water op aarde - kromp met ongeveer 87, 000 vierkante kilometer (ongeveer 33, 000 vierkante mijl, een gebied ter grootte van Lake Superior) per jaar gemiddeld tussen 1979 en 2016, als gevolg van klimaatverandering, volgens een nieuwe studie. Dit onderzoek is het eerste dat een globale schatting maakt van het oppervlak van de aarde bedekt met zee-ijs, sneeuwbedekking en bevroren grond.

De omvang van het land bedekt met bevroren water is net zo belangrijk als de massa, omdat het helderwitte oppervlak zonlicht zo effectief weerkaatst, de planeet afkoelen. Veranderingen in de grootte of locatie van ijs en sneeuw kunnen de luchttemperatuur veranderen, het zeeniveau veranderen en zelfs de oceaanstromingen wereldwijd beïnvloeden.

De nieuwe studie is gepubliceerd in De toekomst van de aarde , AGU's tijdschrift voor interdisciplinair onderzoek naar het verleden, heden en toekomst van onze planeet en haar bewoners.

"De cryosfeer is een van de meest gevoelige klimaatindicatoren en de eerste die een veranderende wereld laat zien, " zei eerste auteur Xiaoqing Peng, een fysisch geograaf aan de Lanzhou University. "De verandering in grootte vertegenwoordigt een grote wereldwijde verandering, in plaats van een regionaal of lokaal probleem."

De cryosfeer bevat bijna driekwart van het zoete water van de aarde, en in sommige berggebieden, afnemende gletsjers bedreigen de drinkwatervoorziening. Veel wetenschappers hebben gedocumenteerde krimpende ijskappen, afnemende sneeuwbedekking en verlies van Arctisch zee-ijs afzonderlijk als gevolg van klimaatverandering. Maar geen eerdere studie heeft de volledige omvang van de cryosfeer boven het aardoppervlak en de reactie op opwarmingstemperaturen in aanmerking genomen.

Contractie in ruimte en tijd

Peng en zijn co-auteurs van de Lanzhou University berekenden de dagelijkse omvang van de cryosfeer en namen het gemiddelde van die waarden om tot jaarlijkse schattingen te komen. Terwijl de omvang van de cryosfeer groeit en krimpt met de seizoenen, ze ontdekten dat het gemiddelde gebied dat door de cryosfeer van de aarde wordt bedekt sinds 1979 in het algemeen is afgenomen, correleert met stijgende luchttemperaturen.

De krimp vond vooral plaats op het noordelijk halfrond, met een verlies van ongeveer 102, 000 vierkante kilometer (ongeveer 39, 300 vierkante mijl), of ongeveer half zo groot als Kansas, elk jaar. Die verliezen worden enigszins gecompenseerd door groei op het zuidelijk halfrond, waar de cryosfeer met ongeveer 14 uitbreidde, 000 vierkante kilometer (5, 400 vierkante mijl) per jaar. Deze groei deed zich vooral voor in het zee-ijs in de Rosszee rond Antarctica, waarschijnlijk als gevolg van patronen van wind en oceaanstromingen en de toevoeging van koud smeltwater van Antarctische ijskappen.

De schattingen toonden aan dat niet alleen de wereldwijde cryosfeer aan het krimpen was, maar dat veel regio's voor kortere tijd bevroren bleven. De gemiddelde eerste bevriezingsdag valt nu ongeveer 3,6 dagen later dan in 1979, en het ijs ontdooit ongeveer 5,7 dagen eerder.

"Dit soort analyse is een leuk idee voor een wereldwijde index of indicator van klimaatverandering, " zei Shawn Marshall, een glacioloog aan de Universiteit van Calgary, die niet bij het onderzoek betrokken was. Hij denkt dat een natuurlijke volgende stap zou zijn om deze gegevens te gebruiken om te onderzoeken wanneer ijs en sneeuw de aarde haar maximale helderheid geven, om te zien hoe veranderingen in albedo het klimaat seizoensgebonden of maandelijks beïnvloeden en hoe dit in de loop van de tijd verandert.

Om hun globale schatting van de omvang van de cryosfeer samen te stellen, de auteurs verdeelden het oppervlak van de planeet in een rastersysteem. Ze gebruikten bestaande datasets van de omvang van het wereldwijde zee-ijs, sneeuwbedekking en bevroren grond om elke cel in het raster te classificeren als onderdeel van de cryosfeer als deze ten minste een van de drie componenten bevat. Toen schatten ze de omvang van de cryosfeer op een dagelijkse, maandelijkse en jaarlijkse basis en onderzocht hoe het veranderde in de 37 jaar van hun studie.

De auteurs zeggen dat de wereldwijde dataset nu kan worden gebruikt om de impact van klimaatverandering op de cryosfeer verder te onderzoeken, en hoe deze veranderingen ecosystemen beïnvloeden, koolstofuitwisseling en de timing van de levenscycli van planten en dieren.