Dlaczego masa Antarktydy rośnie?
Od 2020 roku masa pokrywy lodowej Antarktydy rośnie - a naukowcy właśnie wskazali, dlaczego. Badania finansowane przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA) analizowały czynniki kształtujące tę delikatną równowagę środowiskową kontynentu. Mimo szybszej utraty lodu w wyniku topnienia lodowców, ostatnie lata przyniosły wyjątkowo obfite opady śniegu, które zwiększyły masę lodowego masywu.
Badanie powstało w ramach projektu prowadzonego przez Inicjatywę Zmiany Klimatu ESA. Wyniki ukazały się w lutym w czasopiśmie Nature Communications Earth & Environment.
Zespół badawczy z Duńskiego i Holenderskiego Instytutu Meteorologicznego, Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej i Uniwersytetu w Canterbury wykorzystał dane satelitarne od 2002 roku do analizy masy lodu Antarktydy. Początkowo oszacowali roczną, netto stratę na poziomie od 90 do 142 gigaton lodu, co odpowiadało objętości jeziora Tahoe.
Projekt oparto na obserwacjach misji Gravity Recovery and Climate Experiment (Grace) NASA i DLR. Do 2016 roku dane sugerowały spowolnienie utraty netto lodu.
Według głównej autorki badania, Marlen Kolbe, to spowolnienie przekształciło się w netto zysk w tempie około 68 gigaton rocznie między 2020 a 2024 rokiem. Pod koniec 2025 roku nie widać wyraźnych oznak powrotu do utraty masy, choć przyszły przebieg zależy od zmian w wypływie dynamicznym.
"Co czyni to niezwykłym, to fakt, że pokrywa lodowa nie traci mniej lodu - wręcz przeciwnie, tracą lodu szybciej. Wydzielanie lodu poprzez odpadanie gór lodowych wzrosło o prawie 100 gigaton rocznie w porównaniu z poprzednimi dwiema dekadami. Fala opadów śniegu po prostu to przeważyła - na razie," wyjaśniła Kolbe.
Jednym z czynników wpływających na wzrost objętości opadów nad kontynentem jest transport wilgoci w atmosferze, zwłaszcza poprzez tzw. rzeki atmosferyczne, które przenoszą ogromne ilości pary wodnej na tysiące kilometrów. Badacze przeanalizowali rzeki atmosferyczne docierające na Antarktydę i zaobserwowali zmianę w ich przebiegu od 2020 roku: stały się częstsze i silniejsze. Dzięki silnym wiatrom zachodnim więcej pary wodnej trafia nad poszczególne części kontynentu. Dane satelitarne wskazują, że największe zyski masowe odnotowano nad Wschodnią Antarktydą (Ziemia Wilkes), Ziemią Królowej Maud oraz na Półwyspie Antarktycznym.
Ruth Mottram, naukowiec klimatu w Duńskim Instytucie Meteorologicznym i współautorka badania, zauważyła: "Cieplejsza atmosfera utrzymuje więcej wilgoci. Fizyka jest dobrze zrozumiana - to jedno z najsłynniejszych równań w naukach o klimacie, zależność Clausiusa-Clapeyrona: dla każdego stopnia wzrostu temperatury następuje około 7% wzrost zawartości wilgoci w atmosferze."
Badanie także przetestowało hipotezę, czy redukcja pokrywy lodowej mórz - mniej lodu oznacza więcej parowania z morza - wpływa na rosnące opady śniegu. Zespół przeprowadził eksperymenty przy użyciu regionalnego, wysokorozdzielczego modelu klimatu napędzanego reanalizą ERA5, która asystuje satelitarnymi zapiskami koncentracji pokrywy lodowej mórz, w tym z inicjatywy Climate Change Initiative ESA. Ich wyniki sugerują, że utrata pokrywy lodowej mórz może odpowiadać za około 11% wzrostu zimowych opadów śniegu, a około 3% latem.
Modele klimatu przewidują wzrost masy Antarktydy z powodu większych opadów śniegu, chociaż cieplejsze oceany również napędzają utratę lodu od dołu. Badanie ukazuje, jak oba procesy współistnieją i kształtują ten delikatny punkt równowagi. Konkretnie, jeśli pływające krawędzie lądolodów wokół Antarktydy będą nadal się kurczyć i rozpadać, lodowce, które one powstrzymują, same przyspieszą i uwolnią jeszcze więcej lodu do oceanu.
Mottram dodała: "Antarktyda jest obecnie w delikatnej równowadze. Tak, wzrost opadów pchnął bilans masowy w stronę dodatnią, ale przepływ lodu do oceanu także przyspiesza. Kilka lat z mniejszą liczbą rzek atmosferycznych łatwo mogłoby odwrócić tę tendencję."
Pokrywa lodowa Antarktydy zawiera wystarczającą ilość zamarzniętej wody, by całkowite topnienie podniosło globalny poziom mórz o około 58 m. Jako największy na Ziemi rezerwuar słodkiej wody, każda zmiana bilansu masy ma dalekosiężne konsekwencje - dla przyszłego wzrostu poziomu mórz i linii brzegowych, cyrkulacji oceanu oraz całego systemu klimatycznego na świecie.
Wcześniej uważano, że Antarktyda będzie wolna w reagowaniu na zmiany klimatu, w porównaniu z pokrywą lodową Grenlandii. Nowsze dane sugerują, że południowa pokrywa lodowa ma znacznie więcej wspólnego z Grenlandią niż wcześniej obserwowano, z dowodami na rosnące temperatury, większe topnienie i odpadanie gór lodowych, a także na redukcję pokrywy lodu morskiego.
Grawimetria satelitarna to pomiar pola grawitacyjnego Ziemi z kosmosu w celu mapowania rozmieszczenia masy, zmian w sile grawitacyjnej oraz zmian masy w czasie. Satelity, takie jak misja Grace NASA, wyposażone są w wysokoprecyzyjne instrumenty, takie jak System K-Band Ranging i Instrument Mikrofalowy. Te instrumenty mierzą drobne zmiany w odległości między satelitami, aż do jednej milionowej metra. Te drobne pomiary mogą być używane do wykrywania zmian w polu grawitacyjnym Ziemi spowodowanych przemieszczaniem mas wody i lodu.
Anna Maria Trofaier, naukowiec kriosfery w ESA, dodała: "To badanie w szczególności pokazuje, że chociaż możemy uchwycić zmiany i dekadowe trendy w utracie pokrywy lodowej mórz i bilansie masy Antarktydy w naszych danych satelitarnych, to właśnie połączenie z modelem pomaga nam zrozumieć, dlaczego mierzymy silne zyski masy w niektórych regionach Antarktydy. ESA i jej Inicjatywa Zmian Klimatu odegrały kluczową rolę w opracowywaniu tych zestawów danych gotowych do badań naukowych.
Dziękujemy, że przeczytałaś/eś artykuł! Obserwuj nas w Wiadomościach Google.
