Science >> Wetenschap >  >> Natuur

De hitte van El Niño kan de oceanen bij West-Antarctica opwarmen en drijvende ijsplaten van onderaf doen smelten

Tijdreeksen en ruimtelijke patronen die de televerbinding tussen ENSO en West-Antarctica benadrukken. Credit:Geofysische onderzoeksbrieven (2024). DOI:10.1029/2023GL104518

Terwijl er sneeuw valt op Antarctica, stapelen zich lagen op die in ijs veranderen. In de loop van de tijd is deze samengeperste sneeuw een gletsjer of ijskap ter grootte van een continent geworden. Het is enorm – bijna dubbel zo groot als Australië en veel groter dan de continentale Verenigde Staten.



Naarmate het gewicht van het ijs toeneemt, begint de ijskap richting de oceanen te bewegen. Wanneer het de zee bereikt, drijft het ijs. Deze drijvende uitbreidingen staan ​​bekend als ijsplaten. De grootste is ruim 800 kilometer breed.

Wanneer het oceaanwater een temperatuur van bijna 0°C heeft, kunnen deze ijsplaten lange tijd blijven bestaan. Maar als de temperatuur stijgt, ook al is het maar een klein beetje, smelt het ijs van onderaf. De Antarctische ijsplaten verliezen nu een alarmerende 150 miljard ton ijs per jaar, waardoor er meer water in de oceaan terechtkomt en de mondiale zeespiegelstijging met 0,6 mm per jaar versnelt. IJsplateaus in West-Antarctica zijn bijzonder gevoelig voor smelten uit de oceaan, omdat vele zich dicht bij watermassa's van boven de 0°C bevinden.

Hoewel de smelttrend duidelijk en zorgwekkend is, kan de hoeveelheid van jaar tot jaar aanzienlijk variëren als gevolg van de impact van zowel natuurlijke klimaatschommelingen als door de mens veroorzaakte klimaatverandering. Om erachter te komen wat er aan de hand is en ons voor te bereiden op de toekomst, moeten we de verschillende factoren uit elkaar halen, vooral El Niño-Southern Oscillation, 's werelds grootste natuurlijke klimaatmotor van jaar tot jaar.

Ons nieuwe onderzoek, gepubliceerd in Geophysical Research Letters , onderzoekt hoe de hitte van El Niño de oceaan rond West-Antarctica kan opwarmen en het smelten van de ijsplaten van onderaf kan vergroten.

Hoe kan El Niño-Zuidelijke Oscillatie Antarctica beïnvloeden?

Australiërs zijn zeer bekend met de twee fasen van deze klimaataanjager, El Niño en La Niña, omdat ze ons respectievelijk warmer, droger weer en koeler, natter weer brengen. Maar de invloed van deze cyclus is veel groter en beïnvloedt het weer en klimaat overal in de Stille Oceaan.

Kan het door de koude, snelle lucht- en waterstromen van Antarctica heen reiken? Ja.

Verlies van ijsmassa op Antarctica 2002-2023. Krediet:NASA Klimaatverandering.

Gigantische convectieve onweersbuien in de equatoriale gebieden van de Stille Oceaan bewegen zich naar het oosten tijdens El Niño en intensiveren in het Westen tijdens La Niña. Terwijl deze stormsystemen veranderen, veroorzaken ze rimpelingen in de atmosfeer die grote afstanden kunnen afleggen, net zoals golven oceanen kunnen oversteken. Binnen twee maanden bereiken deze atmosferische golven het Antarctische continent, waar hun energie de kustatmosfeer en de oceaancirculatie kan beïnvloeden. Tijdens El Niño verzwakt de energie van deze golven de oostelijke winden voor de kust van West-Antarctica (en omgekeerd voor La Niña).

Met behulp van satellietgegevens hebben onderzoekers onlangs ontdekt dat de West-Antarctische ijsplaten daadwerkelijk in hoogte toenemen, maar massa verliezen tijdens El Niño. Dat komt omdat er meer sneeuw met een lage dichtheid bovenaan de ijsplaten valt, terwijl tegelijkertijd meer warm water onder de ijsplaten stroomt, waar het gecomprimeerd ijs met een hoge dichtheid van onderaf smelt.

Wat we nog niet weten is hoe dit warmere water (boven nul) van onderaf naar boven komt. Op dezelfde manier weten we niet wat er tijdens La Niña gebeurt.

Het beantwoorden van deze vragen met de weinige waarnemingen die we vanuit Antarctica hebben, is een uitdaging omdat deze klimaataanjager niet op zichzelf staat. Stormen, getijden, grote wervelstromen en andere klimaatfactoren zoals de Southern Annual Mode kunnen ook de temperatuur van het water onder de ijsplaten veranderen, en ze kunnen tegelijkertijd met El Niño optreden.

Een naald in de ijsstapel vinden

Dus hoe hebben we het gedaan? Modellering.

We nemen een mondiaal oceaancirculatiemodel met hoge resolutie en voegen El Niño- en La Niña-gebeurtenissen toe aan de basissimulatie. Door dit te doen kunnen we onderzoeken wat deze afwijkingen doen met de stromingen en temperaturen rond Antarctica.

De energie die door de atmosferische golven van El Niño naar West-Antarctica wordt gebracht, verzwakt de heersende oostelijke winden langs de kusten.

Normaal gesproken bevindt het grootste deel van het warmwaterreservoir zich buiten het continentaal plat en niet op het continentaal plat. Naarmate de wind zwakker wordt, kan meer van dit warmere water, bekend als Circumpolair Diep Water, naar het continentale plat en nabij de basis van de drijvende ijsplaten stromen.

We noemen deze watermassa 'warm', maar dat is relatief:het is slechts 1 à 2°C boven het vriespunt, en de hitte verwarmt het water op het continentaal plat slechts met ongeveer 0,5°C. Maar dat is genoeg om de ijsplaten, die zich op of onder het vriespunt bevinden, te laten smelten.

Zoals je zou verwachten, hoe langer het warme water op de plank blijft staan ​​en hoe heter het is, hoe meer het smelt.

Tijdens La Niña gebeurt het tegenovergestelde en kaatst het ijs terug. De wind langs de kust wordt sterker, waardoor meer koud oppervlaktewater naar het continentale plat wordt geduwd en wordt voorkomen dat warm water onder de ijsplaten stroomt.

Wat betekent dit voor de nabije toekomst?

Onderzoekers hebben ontdekt dat El Niño en La Niña al frequenter en extremer zijn geworden.

Als deze trend zich voortzet, zoals klimaatprojecties suggereren, kunnen we verwachten dat de opwarming rond West-Antarctica nog sterker zal worden tijdens El Niño-gebeurtenissen, waardoor het smelten van de ijsplaten zal versnellen en de stijging van de zeespiegel zal versnellen.

Frequentere en sterkere El Niño-gebeurtenissen zouden ons ook dichter bij een omslagpunt in de West-Antarctische ijskap kunnen brengen, waarna versneld smelten en massaverlies zichzelf in stand zouden kunnen houden. Dat betekent dat het ijs niet zal smelten en zich zal hervormen, maar gestaag begint te smelten.

Nog meer slecht nieuws? Helaas, ja. De enige manier om het ergste te voorkomen is door zo snel als menselijk mogelijk is een netto nul-koolstofuitstoot te realiseren.

Meer informatie: Maurice F. Huguenin et al, Ondergrondse opwarming van het West-Antarctische continentale plat gekoppeld aan El Niño-Southern Oscillation, Geophysical Research Letters (2024). DOI:10.1029/2023GL104518

Journaalinformatie: Geofysische onderzoeksbrieven

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.