Den franske forskningsstation Dumont d'Urville på kysten af det østlige Antarktis. Kredit:@LTE/EPFL
Forskere har observeret og karakteriseret en vejrproces, der ikke tidligere var kendt for at forekomme i Antarktis kystområder. Det viser sig, at de katabatiske vinde, der blæser fra det indre til kontinentets marginer, reducerer mængden af nedbør (hovedsageligt snefald) - hvilket er en nøglefaktor i dannelsen af iskappen. Ved at danne et meget tørt luftlag i den første kilometer eller deromkring af atmosfæren, vinden omdanner de faldende snefnug under deres fald direkte fra deres faste tilstand til vanddamp i en proces kendt som sublimering.
Forfatterne til denne undersøgelse brugte nye data indsamlet ved kysten af Adélie Land over en årelang periode, sammen med simuleringer udført ved hjælp af atmosfæriske modeller. De vurderede, at på tværs af kontinentet, kumulativ nedbør nær jorden var 17 % lavere end dets maksimale niveau højere i højden. Deres målinger indikerer, at nedbør kan være så meget som 35% lavere i regionen omkring Øst -Antarktis. Forskerne mener, at dette fænomen kan blive yderligere forværret af klimaændringer. Deres undersøgelse er blevet offentliggjort i Procedurer fra National Academy of Sciences .
"Indtil nu, omfanget af denne vigtige proces, som stort set ikke kan detekteres af satellit, blev ikke fuldt ud værdsat, " forklarer Alexis Berne, tilsvarende forfatter af undersøgelsen og leder af EPFL's Environmental Remote Sensing Laboratory (LTE). Berne arbejdede med et team af schweiziske, franske og britiske forskere i 2015 og 2016, ved hjælp af en ny kombination af instrumenter til at tage målinger på Dumont d"Urville franske forskningsstation på kysten af det østlige Antarktis. Holdet brugte tre instrumenter:en Doppler-vejrradar med dobbelt polarisering, en vejende nedbørsmåler og en radarprofiler. Polarisationsradaren indsamlede information om typen og intensiteten af nedbør, mens nedbørsmåleren vejede det akkumulerede snefald hvert minut og hjalp med at kalibrere de to radarers estimater. Disse to instrumenter blev brugt til at indsamle data fra november 2015 til januar 2016. Det tredje instrument - radarprofilen - har løbende indsamlet lodrette profiler af nedbørens intensitet op til tre kilometer i højden siden november 2015 på Dumont d "Urville.
I første omgang, forskerne var overraskede over de resultater, de opnåede. Det kraftige fald i nedbør registreret nær jorden var ikke i overensstemmelse med deres sædvanlige observationer. "Vi udarbejdede derfor hypotesen om, at reduktionen i nedbør i de lavere atmosfæriske niveauer var forårsaget af snekrystaller, der sublimerede som følge af de katabatiske vinde, " forklarer Christophe Genthon, CNRS Seniorforsker ved Institute of Geosciences of the Environment, med base i Grenoble. Disse hyppige, stærke vinde kommer fra kontinentets højsletter. Den antarktiske iskappe er ret flad, så vinden kan få styrke og nå så langt som til kysten. Dette skaber et tyndt bundlag af luft (op til 300 m), der er mættet med opløftede snekrystaller. over dette, der er et andet lag luft, der er meget tørrere. Snefnug dannet i skylaget oppe, sublimere, når de passerer gennem dette andet lag, bliver direkte til vanddamp. Over tid, dette reducerer bidraget fra nedbør til iskappens massebalance. "Dette lag er i en blind zone for satellitter på grund af ekkoerne fra overfladen, hvilket forklarer, hvorfor dette fænomen ikke var blevet opdaget af satellitter, " siger Berne.
Forskerne fandt derefter tegn på katabatiske vinde, der var i stand til at udløse sublimering i de fleste data indsamlet af radiosonde på permanente forskningsstationer på tværs af Øst -Antarktis. Ved at bruge en række numeriske atmosfæriske modeller og sammenligne resultaterne med målingerne i Adélie Land, de var i stand til at kvantificere påvirkningen over hele kontinentet. Og de opdagede, at sublimeringsprocessen har en enorm indflydelse på ophobningen af nedbør.
Data om indlandsisens massebalance er afgørende for at forudsige, hvordan havniveauet vil stige eller falde. Forskere forventer generelt, at den globale opvarmning vil resultere i højere niveauer af nedbør i Antarktis. Men virkningen af de katabatiske vinde på nedbør kan udfordre disse prognoser og gøre dem langt mere komplicerede. Holdet planlægger derfor at fortsætte med at analysere kontinentet. "Vi vil gerne blive ved med at indsamle data om kystområder og se nærmere på områder, hvor terrænet er mere komplekst. Vi planlægger også at bruge forskellige typer atmosfæriske modeller til sammenligningsformål. vi håber, at vores arbejde vil hjælpe med at øge vores forståelse af, hvordan klimaændringer vil påvirke nedbør i Antarktis, " forklarer Alexis Berne.