Na podstawie badań prawie każdego lodowca na Ziemi utrata lodu przyspiesza

Jak wynika z nowych badań prawie każdego lodowca na planecie, lodowce na Ziemi kurczą się, a przez ostatnie 20 lat tempo kurczenia się stale rosło.

Lodowce przeważnie tracą masę w wyniku topnienia lodu, ale kurczą się również w wyniku innych procesów, takich jak sublimacja, w której woda odparowuje bezpośrednio z lodu, oraz cielenie, w którym duże kawałki lodu odrywają się od krawędzi lodowca – zgodnie z danymi National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Śledząc, jak szybko kurczą się lodowce, naukowcy mogą lepiej przewidzieć, jak szybko może wzrosnąć poziom mórz, zwłaszcza gdy zmiany klimatyczne powodują wzrost średnich globalnych temperatur.

Jednak oszacowanie tempa kurczenia się lodowca może być niezwykle trudne; dotychczasowe szacunki opierały się na badaniach terenowych zaledwie kilkuset lodowców z ponad 200 000 lodowców na Ziemi, a także na nielicznych danych satelitarnych, jak zauważyli autorzy w swoim nowym badaniu, opublikowanym w środę (28 kwietnia) w czasopiśmie Nature.

Niektóre z tych danych satelitarnych uchwyciły zmiany wysokości powierzchni, ale dane związane były tylko z kilkoma miejscami. Inne satelity wykryły niewielkie przesunięcia w polu grawitacyjnym Ziemi, ale na ich podstawie nie można było ustalić, w jakim stopniu kurczenie się lodowca przyczyniło się do tych przesunięć, w przeciwieństwie na przykład do przesunięć lądolodu lub “stałej ziemi”.

Aby uzyskać dokładniejsze szacunki, zespół wykorzystał niezliczone zdjęcia satelitarne i lotnicze do zbadania 217 175 lodowców, które stanowią prawie wszystkie lodowce na Ziemi. W szczególności, 20-letnie archiwum obrazów NASA z zaawansowanego radiometru emitującego i odbijającego ciepło (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer  / ASTER) – czujnika o wysokiej rozdzielczości na pokładzie satelity Terra –  dostarczyło zespołowi dużo danych i pozwoliło im na dokonanie dokładniejszych szacunków dotyczących utrata masy lodowca w czasie.

„Mamy dane dotyczące prawie wszystkich lodowców, a pomiary dokonywano przez wiele lat”, powiedział pierwszy autor, Romain Hugonnet, doktorant Uniwersytetu w Tuluzie we Francji i Laboratory of Hydraulics, Hydrology and Glaciology (VAW) w ETH Zürich w Szwajcarii.

Zespół odkrył, że w latach 2000-2019 lodowce łącznie traciły średnio 293,7 miliardów ton (267 miliardów ton metrycznych) masy rocznie, co w przybliżeniu stanowi około 21% obserwowanego wzrostu poziomu morza w tym okresie [17,6 miliardów ton (16 miliardów ton metrycznych)]  – zauważyli autorzy.

Z każdą dekadą od 2000 r. ogólne tempo utraty masy lodowca przyspieszało, zwiększając się o około 52,8 miliardów ton (48 miliardów ton metrycznych) rocznie, co może odpowiadać za obserwowane przyspieszenie wzrostu poziomu morza.

Szacunki te zmniejszają rozbieżności co do tego, ile masy lodowce straciły w ostatnich dziesięcioleciach, powiedział Hugonnet. Na przykład w najnowszym raporcie Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (Intergovernmental Panel on Climate Change / IPCC) i niedawnym globalnym badaniu, opublikowanym w 2019 r. w czasopiśmie Nature, przedstawiono szacunki utraty masy w podobnym  zakresie, co nowe badanie; ale te szacunki miały marginesy błędu kilkuset gigaton.

Hugonnet i jego zespół byli w stanie znacznie zmniejszyć tę rozbieżności, korzystając z danych ASTER.

ASTER rejestruje obrazy w widmie widzialnym i bliskiej podczerwieni, „czyli prawie to, co widzimy na własne oczy” – powiedział Hugonnet. Ponieważ czujnik krąży wokół Ziemi około 750 kilometrów nad powierzchnią planety, może robić zdjęcia tych samych miejsc pod różnymi kątami: raz, gdy przechodzi bezpośrednio nad punktem, a raz tak, jakby „spoglądał wstecz” z miejsca, z którego robił zdjęcie.

Te dwa zdjęcia można następnie wykorzystać do rekonstrukcji trójwymiarowej topografii powierzchni Ziemi, a w tym przypadku trójwymiarowej struktury lodowców na całej planecie. Hugonnet i jego zespół określili ilościowo te zmiany objętości, a następnie pomnożono wynik przez gęstość lodu lodowcowego, aby określić, jaką masę straciły lodowce.

Grupa dwukrotnie zweryfikowała również swoją pracę z danymi pochodzącymi z NASA Ice, Cloud i Land Elevation Satellite (ICESat) oraz projektu NASA Operation IceBridge, w ramach którego flota samolotów badawczych bada polarny lód. Te dodatkowe dane potwierdziły, że obrazy ASTER ogólnie pasowały do ​​innych dostępnych danych z tego samego okresu, a także pomogły zespołowi skorygować statystyczny „szum” w danych ASTER.

Korzystając z tych metod, zespół obliczył dość pewne szacunki, ale nadal pozostaje pewna niepewność, powiedział Hugonnet.

„Problem z lodowcami polega na tym, że nie tylko tracimy lód, ale także tracimy firn” – rodzaj częściowo ubitego śniegu, który zwykle znajduje się na wierzchu lodowców – powiedział. Obecne badanie nie odróżnia firna od lodu przy szacowaniu utraty masy, „więc jest to w tej chwili nasze największe źródło niepewności”, jeśli chodzi o ustalenie dokładnego tempa, powiedział Hugonnet.

Ponadto zespół zauważył, że nie wszystkie lodowce na Ziemi tracą masę w takim samym tempie. „Jeszcze bardziej interesujące i nieco zaskakujące było to, że niektóre regiony traciły szybciej, a inne wolniej” – powiedział Hugonnet.

Na przykład utrata masy z lodowców na Alasce i zachodniej Kanadzie znacznie wzrosła w badanym okresie, podczas gdy utrata masy lodowców islandzkich, skandynawskich i lodowców południowo-wschodniej Grenlandii zmniejszyła się od początku XXI wieku do końca 2010 roku. Autorzy odkryli, że regionalne warunki klimatyczne, w szczególności długoterminowe wahania opadów i temperatury, pomagają wyjaśnić te drastyczne różnice.

Tak więc podczas gdy Islandia, Skandynawia i Grenlandia weszły w dekadę stosunkowo chłodnych i mokrych warunków w drugiej dekadzie XXI wieku, północno-zachodnia Ameryka Północna weszła w stosunkowo suchy okres, co oznacza, że ​​lodowce ostatecznie straciły więcej lodu niż zyskały śnieg. „Mamy te fluktuacje, które istnieją w niektórych regionach i czasami może trwać około dekady” – powiedział Hugonnet.

„Dlatego też potrzebujemy takich globalnie kompletnych zestawów obserwacji, takich jak ta, którą dostarczyliśmy” – zauważył.

Śledzenie średniej utraty masy lodowca w skali globalnej może pomóc naukowcom przewidzieć globalny wzrost poziomu mórz; jednak w skali lokalnej utrata masy lodowca może drastycznie zmienić pobliskie zbiorniki wodne i dostępność zasobów wodnych, a także grozić wywołaniem katastrof, takich jak lawiny i niszczycielskie wiosenne powodzie, powiedział Hugonnet. Dlatego ważne jest, aby uchwycić zarówno “duży obraz, jak i drobne szczegóły”.

Źródło: Nicoletta Lanese

Climate Change: Glacier Mass Balance

Accelerated global glacier mass loss in the early twenty-first century

Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate

Zdjęcie: Brian Menounos

Tematy:
Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x