El Niño-evenementen staan erom bekend dat ze overstromingen naar Zuid-Amerika brengen en bijdragen aan bosbranden in Indonesië, maar nieuw onderzoek laat zien dat ze ook invloed hebben op de hoogte en de massa van ijsplaten op Antarctica.
IJsplanken vorm waarbij een gletsjer op het land de kust bereikt en het ijs uitmondt in de oceaan om een zwevende plank te vormen.
Tijdens een El Niño-evenement krijgen veel van de ijsplaten rond West-Antarctica meer sneeuw op hun oppervlak, maar verliezen ook meer ijs van onderen door warm zeewater.
Over het algemeen verliezen de ijsplaten tijdens een El Niño feitelijk de massa, zo blijkt uit het onderzoek, waardoor dergelijke gebeurtenissen een belangrijke factor vormen in de schommelingen van de ijsplaat van jaar tot jaar.
Met meer "extreme" El Niño-evenementen verwacht naarmate de temperatuur in de wereld stijgt, kunnen de ijsplateaus van West Antarctica grotere schommelingen in hoogte en massa waarnemen, vertelt de hoofdauteur Carbon Brief - bovenop hun versneld dunner worden in reactie op klimaatverandering.
Jaarlijkse schommelingen
Rond drie kwart van de kust van Antarctica is omzoomd met ijsplanken die uitwaaieren op het water. Ze spelen een belangrijke rol door de gletsjers te "steunen" op het land achter hen en stoppen ijs dat uit het interieur stroomt, rechtstreeks de oceaan in, waar het zou bijdragen aan de zeespiegelstijging.
De nieuwe studie, gepubliceerd in Nature Geoscience, richt zich op de ijsplaten van de West-Antarctica. Deze schappen houden enkele van de snelst smeltende gletsjers op het continent tegen.
Met behulp van satellietgegevens van vier missies met betrekking tot 1994 en 2017, hebben de onderzoekers een patroon geïdentificeerd van hoe de hoogte en de massa van de ijsplaten schommelen van het ene jaar op het andere.
IJsplankdiagram. Dankbetuiging: Prof Helen Fricker, Scripps Institution of Oceanography, UC San Diego.
Carbon Brief betrapt met hoofdauteur Dr. Fernando Paolo de Herfstbijeenkomst van de American Geophysical Union vorige maand. Paolo is een postdoctoraal wetenschapper bij NASA's Jet Propulsion Laboratory de California Institute of Technology.
Paolo begint met uit te leggen dat hun onderzoek zich alleen concentreert op de jaar-op-jaar variabiliteit van de ijsplaten - niet de algemene dalende trend die heeft gezien De ijsplateaus van West Antarctica zijn dun als reactie op door de mens veroorzaakte opwarming. Hij vertelt Carbon Brief:
"In ons vorige werk hebben we ons meer op de trends gericht. In dit werk verwijderen we de trends van de ijsplaten en zijn we meer geïnteresseerd in deze variabiliteit tussen de hoogte van het ijsplateau.
De studie vindt een "zeer duidelijke link" tussen de El Niño-zuidelijke oscillatie (ENSO) en jaar-op-jaar fluctuaties in de hoogte en de massa van de ijsplaten, zegt Paolo.
El Niño is een natuurlijk fenomeen dat zijn oorsprong vindt in de Stille Oceaan. Elke vijf jaar of zo, een verandering in de wind in de equatoriale Stille Oceaan veroorzaakt een verschuiving naar warmere dan normale oceaantemperaturen, wat wel het geval is knock-on impacts over weersomstandigheden over de hele wereld. ENSO heeft ook een koude fase, bekend als "La Niña", die koelere temperaturen naar de Stille Oceaan brengt en ook beïnvloedt de weersomstandigheden wijder.
Deze gevolgen strekken zich uit tot het beïnvloeden van windpatronen in West-Antarctica. Dit komt voort uit de invloed van ENSO op een lagedrukweersysteem, de Amundsen Sea Low (ASL), die de neiging heeft om voor de West-Antarctische kust te zitten.
De luchtdruk van de ASL is meestal hoger tijdens El Niño-jaren en lager in La Niña-jaren. Paolo legt uit wat voor impact dit heeft op de ijsplaten in de regio:
"Tijdens El Niño hebben we een toename in sneeuwval, wat betekent dat we meer massa bovenop de ijsplaat hebben. Dezelfde windpatronen controleren ook de oceaancirculatie lokaal. In het bijzonder bevordert het de opwelling van warm diep water uit de Antarctica op het continentale plat en duwt het onder de ijsplaat. Dat water is warmer dan het water dat dichter bij het oppervlak ligt. Daarom bevordert het het smelten van de ijsplaten aan de basis. "
(Het continentaal plat is het zeebodemgebied dat direct om een landmassa heen ligt, waar de zee relatief ondiep is vergeleken met de open oceaan erachter.)
<span style = "display: inline-block; width: 0px; overflow: hidden; line-height: 0;" data-mce-type = "bookmark" class = "mce_SELRES_start"> </span>
Dit betekent dat er twee tegenovergestelde processen tegelijkertijd gaande zijn, zegt Paolo, dus de volgende vraag die je moest stellen was: welke wint?
Het antwoord is tweevoudig. Aan de ene kant is de hoogte die de ijsplaat wint van de extra sneeuw groter dan het ijs dat van onderaf verloren gaat. Dus de ijsplaat wordt dikker tijdens een El Niño-evenement.
Maar aan de andere kant is de pluizige sneeuw die de ijsplaat wint niet zo dicht als het vaste ijs dat hij verliest. Dit betekent dat, over het algemeen, een El Niño veroorzaakt dat de ijsplaat massa verliest, legt Paolo uit:
"Het blijkt dat de oceaan meer massa verwijdert dan de sneeuwval er bovenop kan leggen - alleen maar omdat deze twee massawijzigingen verschillende dichtheden hebben."
Dus tijdens een El Niño-evenement winnen de ijsplateaus hoogte, maar verliezen ze de massa.
La Niña
Het tegenovergestelde gebeurt tijdens een La Niña-evenement, vindt het onderzoek ook. De bovenkant van het ijsplateau krijgt minder sneeuw, maar de ijsplaten verliezen ook minder massa door smelten aan hun onderzijde. Over het algemeen winnen de ijsplaten van West-Antarctica de massa tijdens een La Niña-evenement.
De onderstaande afbeelding illustreert dit. De bovenste grafiek toont de schommelingen in de gemiddelde hoogte van het ijsplaat in het Amundsen-Zeegebied van de West-Antarctische wateren (blauwe lijn) gedurende de vier satellietmissies.
Je kunt zien hoe hoogte van de hoogte van het ijs de "Oceanic Niña-index"In de zwarte lijn in de onderste grafiek. Deze index is een hoofdindicator van ENSO-evenementen; een positieve index (gearceerd rood) geeft een warm El Niño-evenement aan, terwijl een negatieve index (donkerblauw) een cool La Niña-evenement aangeeft.
Veel van de pieken in hoogte van het ijsplateau komen voor tijdens El Niño-evenementen - en de troggen tijdens La Niña.
Kaart (boven) toont het gedeelte van Antarctica dat uitkijkt op de Stille Oceaan (zwarte contour) en het Amundsen-Zeegebied (blauw). De zwarte horizontale balken eronder geven de tijdsperiode van elke satellietmissie aan. De bovenste grafiek toont een 12-maand running average of ice shelf height in het Amundsen Sea-gebied (blauwe lijn, met het onzekerheidsbereik in de gestippelde blauwe lijn) en een gecombineerde index van de ONI en ASL (rode lijn). De onderste kaart toont de ONI, met matige tot zeer sterke El Niños (rood) en La Niñas (blauw) zoals gedefinieerd door NOAA. Zowel de ONI / ASL- als de ONI-lijn liggen zes maanden achter op de plothoogte van de ijsplateauhoogte om het vergelijkbare patroon gemakkelijker te kunnen zien. Bron: Paolo et al. (2018).
Amundsen Sea
Het onderzoek identificeert dat de impact van ENSO het grootst is in de ijsplaten in de Amundsen-zeesector van de West-Antarctische wateren - met name de Dotson- en Sulzberger-schappen - maar het vindt ook een kleinere impact buiten dit gebied.
Dit is niet bijzonder verrassend, zegt Paolo, aangezien het Amundsen-Zeegebied van de Antarctica direct uitkijkt over de Stille Oceaan, waar zich El Niño en La Niña-evenementen ontwikkelen.
Je kunt dit op de kaart en in de grafieken hieronder zien. De kaart toont de belangrijkste ijsplateaus langs de West-Antarctische wateren. Hoe groter de vierkanten en hoe donkerder de arcering, hoe groter de impact van ENSO op die ijsplank.
De kaarten rechts van de kaart vergelijken de fluctuaties in ENSO met de variaties in hoogte van zes ijsplateaus (Pine Island, Dotson, Getz, Nickerson, Sulzberger en Ross) en een gemiddelde voor de Amundsen-zeegebieden ("AMU").
Net als bij de eerdere grafiek, kunt u zien hoe schommelingen van het ijsrooster overwegend het patroon van El Niño en La Niña-gebeurtenissen weerspiegelen. (Houd er rekening mee dat deze diagrammen alleen de variabiliteit van jaar tot jaar in hoogte van het ijsplateau laten zien, waarbij de langlopende dalende trends zijn verwijderd.)
De grijs gearceerde lijn kiest een bepaalde periode uit in de late 20 eeuw waarin een zeer sterke El Niño (1997-98) werd gevolgd door een uitgebreide La Niña (1998-2001). Alle zes de ijsplateaus vertonen een toename in hoogte tijdens de El Niño en een afname in reactie op de daaropvolgende La Niña.
Kaart (links) toont de grootte van de impact van ENSO op de hoogte van het ijsplateau (grotere vierkanten en donkerdere arceringen geven een grotere impact aan). Diagrammen (rechts) tonen lopende gemiddelden van ONI (bovenste kaart) en hoogtes voor zes ijsplanken Pine Island (PIG), Dotson (DOT), Getz (GET), Nickerson (NIC), Sulzberger (SUL) en Ross (ROS). De tweede kaart van boven (AMU) toont gecombineerde afwijkingen in de ijsplaat voor de ijsplateaus Amundsen (AMU). De ONI blijft zes maanden achter op de hoogte van de hoogte van het ijsplaatje om het gemakkelijker te maken om hetzelfde patroon te zien. Bron: Paolo et al. (2018).
Verwarmende wereld
Naarmate de wereldwijde temperaturen stijgen, onderzoek suggereert dat extreme El Niño-evenementen frequenter worden - zelfs verdubbeling onder slechts 1.5C van opwarming boven pre-industriële niveaus.
Dit betekent dat de kortetermijnvariabiliteit in de hoogte en massa van de ijsplaten op West Antarctica in de toekomst mogelijk ook zal toenemen, zegt Paolo:
"Aangezien we de massa van de ijsplaten hebben zien schommelen - en die kan worden beïnvloed door schommelingen in El Niño -, zouden we in de toekomst een hogere schommeling verwachten."
Deze toename van de variabiliteit moet in aanmerking worden genomen bij de manier waarop het project van wetenschappers in de ijsplaten verandert naarmate de wereld blijft opwarmen, concludeert de studie.
Dr. Bethan Davies - een docent fysieke geografie aan Royal Holloway, University of London, die niet betrokken was bij het onderzoek - benadrukt het belang van een volledig begrip van wat de winsten en verliezen van de ijsplaten van Antarctica beïnvloedt.
De nieuwe studie is "een doordacht, origineel stuk werk" en "zeer interessant inderdaad", vertelt ze aan Carbon Brief:
"Deze factoren kunnen de gevoeligheid van het ijsplaatje voor klimaatverandering in de toekomst beïnvloeden, dus inzicht in de beheersing van de ijsbalans is van cruciaal belang."
Dit artikel verscheen oorspronkelijk op CarbonBrief.org
Over de auteur
Robert McSweeney is wetenschapseditor van CarbonBrief.org. Hij heeft een MEng in werktuigbouwkunde van de University of Warwick en een MSc in klimaatverandering van de Universiteit van East Anglia. Eerder werkte hij acht jaar aan klimaatveranderingsprojecten bij het adviesbureau Atkins.
Verwante Boeken
