Et klarere billede af den globale indlandsismasse

Udsving i masserne af verdens største iskapper har vigtige konsekvenser for fremtidig havniveaustigning, men at forstå det komplicerede samspil mellem atmosfæriske forhold, snefaldsinput og smeltningsprocesser har aldrig været nemme at måle på grund af den store størrelse og afsides beliggenhed, der er iboende til glaciale landskaber.

Meget har ændret sig til det bedre i det sidste årti, ifølge et nyt gennemgangspapir, som er medforfattet af forskere ved University of Colorado Boulder, NASA, Utrecht University og Delft University of Technology og for nylig offentliggjort i Gennemgang af Geofysik .

Undersøgelsen skitserer forbedringer i satellitbilleddannelse og fjernmålingsudstyr, der har gjort det muligt for forskere at måle ismassen mere detaljeret end nogensinde før.

"Vi er kommet langt i de sidste 10 år fra et observationsperspektiv, "sagde Jan Lenaerts, hovedforfatter af forskningen og en adjunkt i CU Boulders afdeling for atmosfæriske og oceaniske videnskaber (ATOC). "At vide, hvad der sker med iskapper i form af masse i, masse ud giver os mulighed for bedre at forbinde klimavariationer med ismasse, og hvor meget massen har ændret sig over tid."

Iskapper får primært masse fra nedbør og mister den på grund af fast isudledning og afstrømning af smeltevand. Nedbør og afstrømning, sammen med andre overfladeprocesser, i fællesskab bestemme overflademassebalancen. Det antarktiske indlandsis, verdens største, er koldt året rundt med kun marginal sommerafsmeltning. En lille stigning eller et fald i det årlige snefald, derefter, kan gøre en betydelig forskel i overflademasse, fordi additionen eller subtraktionen er sammensat over et massivt område.

"Snefald er dominerende over Antarktis og vil forblive sådan i de næste par årtier, " sagde Lenaerts. "Og vi har set, at når atmosfæren opvarmes på grund af klimaændringer, der fører til mere snefald, hvilket en vis formindsker tabet af iskappemasse der. Grønland, derimod oplever rigelig sommersmeltning, som kontrollerer meget af dets nuværende og fremtidige istab."

I tidligere år, klimamodeller ville have været ude af stand til at gengive snefaldets finesser i et så afsidesliggende område. Nu, takket være automatiserede vejrstationer, luftbårne sensorer og satellitter i kredsløb om jorden, såsom NASA's Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) mission, disse modeller er blevet væsentligt forbedret. De producerer realistisk iskappeoverflademassebalance, give mulighed for større rumlig præcision og tage højde for regional variation såvel som vinddrevet sneomfordeling - en detaljeringsgrad, der ville have været uhørt så sent som i begyndelsen af ​​2000'erne.

"Hvis du ikke har inputvariablen rigtig, du starter på det forkerte ben, " sagde Lenaerts. "Vi har fokuseret på snefald, fordi det i høj grad påvirker indlandsisens skæbne. Luftbårne observationer og satellitter har været medvirkende til at give et bedre overblik over alle disse processer."

Jordbaserede radarsystemer og iskerneprøver giver et nyttigt historisk arkiv, giver forskerne mulighed for at gå tilbage i tiden og observere ændringer i indlandsisen over lange perioder. Men mens de nuværende teknologier giver mulighed for større rumlig overvågning, de mangler evnen til at måle sne tæthed, hvilket er en afgørende variabel for at omsætte disse målinger til masseændringer.

Den største mulighed ligger måske i kosmiske stråletællere, som måler overflademassebalance direkte ved at måle neutroner produceret af kosmiske strålekollisioner i Jordens atmosfære, som dvæler i vand og kan aflæses af en sensor. Over lange perioder, en række af disse enheder kunne teoretisk give endnu flere detaljer.

Samlet set, Lenaerts sagde, Indlandsisobservation er blevet voksen i de senere år, men stadig kan drage fordel af yderligere ressourcer.

"Fællesskabet af forskere, der studerer disse spørgsmål, er stadig relativt lille, men det er allerede et globalt samfund, og interessen vokser, " sagde han. "Vi vil gerne komme til et punkt, hvor indlandsismasseprocesser er indregnet i globale klima- og jordsystemmodeller, for virkelig at vise det større billede."