Karmalkar is een expert in het gebruik van mondiale klimaatmodellen, en hij en Rawlins gebruikten neerslag- en temperatuurscenario's van twee van hen om twee verschillende mogelijkheden voor de toekomst voor te stellen:een gematigd geval waarin de uitstoot van broeikasgassen, en dus de mondiale temperaturen, worden beperkt; en een scenario met hoge emissies en opwarming.

Rawlins heeft vervolgens de gegevens uit het klimaatmodel in zijn Permafrost Water Balance Model ingevoerd, en wat hij ontdekte is dat de ontdooiende permafrost en de daarmee gepaard gaande verdikking van de actieve laag, die, zegt Rawlins, "werkt als een gigantische emmer", de hydrologie van de regio fundamenteel zal veranderen. .

"Een dikkere actieve laag creëert een grotere emmer voor het opslaan van water", zegt Rawlins. "Ons werk laat zien dat naarmate de neerslag toeneemt, het water langer in ontdooide bodems zal worden opgeslagen en op een later tijdstip via ondergrondse paden zal worden vrijgegeven, in plaats van onmiddellijk in rivieren en beken af ​​te stromen, zoals een groot deel nu gebeurt."

De studie laat zien hoe ontdooiende bodems in de herfst de afvoer naar rivieren zullen vergroten, omdat de grond in een warmere wereld niet zo vroeg zal bevriezen. Tussen nu en 2100 zal het jaarlijkse aandeel van de ondergrondse afvoer met wel 30% toenemen.

Bovendien zal deze toegenomen afvoer vooral in de noordelijke delen van het Noordpoolgebied plaatsvinden. Een deel van het extra water zal afkomstig zijn van verdamping veroorzaakt door een steeds ijsvrijere Noordelijke IJszee. En de zuidelijke delen van het Noordpoolgebied zullen zo sterk opwarmen dat verdamping en transpiratie van planten een groot deel van de extra neerslag terug naar de atmosfeer zullen sturen, wat resulteert in een algehele uitdroging van het landschap.

Dit alles heeft een aantal gevolgen voor het Noordpoolgebied:de noordelijke rivieren, vooral de grootste van de regio, de Ob, Yenesey, Lena en Mackenzie, zullen verhoudingsgewijs meer water uit hun noordelijke uitlopers zien komen. Omdat er in het noordelijke Noordpoolgebied meer koolstof in de bodem zit, is het waarschijnlijk dat een groter deel ervan, waarvan sommige al duizenden jaren bevroren zijn, via rivieren naar de Noordelijke IJszee zal stromen.

De toegenomen afvoer zal de dynamiek van het zee-ijs aan de kust beïnvloeden, de ecologie van de biodiverse Arctische lagunes veranderen en de zoetwateropslag in de oceaan beïnvloeden, waardoor mogelijk de Atlantische meridionale kantelcirculatie (AMOC) wordt vertraagd, die verantwoordelijk is voor het behoud van het gematigde klimaat van Noord-Europa.

Er is nog meer werk aan de winkel, zegt Rawlins. “Er zijn meer veldobservaties nodig van de kleine en middelgrote rivieren nabij de Arctische kust om beter te begrijpen hoe de opwarming het land-naar-oceaan transport van zoetwater zal veranderen en op zijn beurt gevolgen zal hebben voor de Arctische omgevingen en de flora, fauna en inheemse gemeenschappen. bevolkingsgroepen die de regio hun thuis noemen."

Meer informatie: Rawlins, M.A. et al., Regimeverschuivingen in de terrestrische hydrologie van het Noordpoolgebied komen tot uiting door de gevolgen van de opwarming van het klimaat, De cryosfeer (2024). DOI:10.5194/tc-18-1033-2024. tc.copernicus.org/articles/18/1033/2024/

Aangeboden door Universiteit van Massachusetts Amherst