De cryosfeer van de aarde krimpt met 33,000 vierkante mijl (87,000 vierkante kilometer) per jaar.
Dit betekent dat alle gebieden met bevroren water en bodem op aarde tussen 1979 en 2016 gemiddeld met ongeveer de grootte van Lake Superior per jaar zijn gekrompen als gevolg van klimaatverandering.
De bevindingen zijn afkomstig van de eerste wereldwijde beoordeling van de omvang van sneeuw, ijsbedekking en bevroren grond op het aardoppervlak, een cruciale factor bij het afkoelen van de planeet door gereflecteerd zonlicht, en de reactie op stijgende temperaturen.
"Ondanks frequente meldingen van een 'krimpende' cryosfeer, waren eerdere schattingen alleen gericht op individuele variabelen, zoals het zee-ijsoppervlak of sneeuwdek mate”, zegt Oliver Frauenfeld, universitair hoofddocent en klimatoloog aan de afdeling Aardrijkskunde van de Texas A&M University.
“Niemand had geprobeerd een globale schatting van de cryosfeer als geheel te maken en de omvang van de afname ervan te kwantificeren. Ons record van cryosferische omvang kan dienen als een nuttige indicator voor klimaatverandering, vergelijkbaar met andere vitale functies zoals de mondiale temperatuur of het zeeniveau."
De omvang van het land bedekt met bevroren water is net zo belangrijk als de massa, omdat het helderwitte oppervlak zonlicht zo effectief weerkaatst en de planeet koelt. Veranderingen in de grootte of locatie van ijs en sneeuw kunnen de luchttemperatuur veranderen, het zeeniveau veranderen en zelfs de oceaanstromingen wereldwijd beïnvloeden.
“De cryosfeer is een van de meest gevoelige klimaat indicatoren en de eerste die een veranderende wereld demonstreert”, zegt Xiaoqing Peng, een fysisch geograaf aan de Lanzhou University en eerste auteur van het artikel in Earth's Future. "De verandering in omvang vertegenwoordigt een grote wereldwijde verandering, in plaats van een regionaal of lokaal probleem."
Meer dan seizoenskrimp
De cryosfeer bevat bijna driekwart van het zoete water op aarde, en in sommige bergachtige gebieden bedreigen slinkende gletsjers de drinkwatervoorziening. Veel wetenschappers hebben gedocumenteerde krimpende ijskappen, afnemende sneeuwbedekking en verlies van Arctisch zee-ijs afzonderlijk als gevolg van klimaatverandering. Maar geen eerdere studie heeft de volledige omvang van de cryosfeer boven het aardoppervlak en de reactie op opwarmingstemperaturen in aanmerking genomen.
Peng en zijn co-auteurs van de Lanzhou University berekenden de dagelijkse omvang van de cryosfeer en namen het gemiddelde van die waarden om tot jaarlijkse schattingen te komen. Terwijl de omvang van de cryosfeer groeit en krimpt met de seizoenen, ontdekten ze dat het gemiddelde gebied dat door de cryosfeer van de aarde wordt bedekt sinds 1979 in het algemeen is gekrompen, wat correleert met stijgende luchttemperaturen.
De krimp vond voornamelijk plaats op het noordelijk halfrond, met een verlies van ongeveer 102,000 vierkante kilometer (ongeveer 39,300 vierkante mijl), of ongeveer de helft van de grootte van Kansas, elk jaar. Die verliezen worden enigszins gecompenseerd door groei op het zuidelijk halfrond, waar de cryosfeer jaarlijks met ongeveer 14,000 vierkante kilometer (5,400 vierkante mijl) uitbreidde.
Deze groei vond vooral plaats in het zee-ijs in de Rosszee rond Antarctica, waarschijnlijk als gevolg van wind- en oceaanstromingen en de toevoeging van koude smeltwater van Antarctische ijskappen.
Cryosfeer bevroren voor minder tijd
De schattingen toonden aan dat niet alleen de wereldwijde cryosfeer aan het krimpen was, maar dat veel regio's voor kortere tijd bevroren bleven. De gemiddelde eerste bevriezingsdag valt nu ongeveer 3.6 dagen later dan in 1979, en het ijs ontdooit ongeveer 5.7 dagen eerder.
"Dit soort analyse is een leuk idee voor een wereldwijde index of indicator van klimaatverandering", zegt Shawn Marshall, een glacioloog aan de Universiteit van Calgary, die niet bij het onderzoek betrokken was. Hij denkt dat een natuurlijke volgende stap zou zijn om deze gegevens te gebruiken om te onderzoeken wanneer ijs- en sneeuwbedekking de aarde haar maximale helderheid geven, om te zien hoe veranderingen in albedo het klimaat op seizoens- of maandelijkse basis beïnvloeden en hoe dit in de loop van de tijd verandert.
Om hun globale schatting van de omvang van de cryosfeer samen te stellen, verdeelden de auteurs het oppervlak van de planeet in een rastersysteem. Ze gebruikten bestaande datasets van de omvang van het wereldwijde zee-ijs, sneeuwbedekking en bevroren grond om elke cel in het raster te classificeren als onderdeel van de cryosfeer als deze ten minste een van de drie componenten bevatte. Vervolgens schatten ze de omvang van de cryosfeer op dagelijkse, maandelijkse en jaarlijkse basis en onderzochten hoe deze veranderde gedurende de 37 jaar van hun studie.
"Deze schatting van de cryosferische omvang is een belangrijke eerste stap", zegt Frauenfeld. "Wat nog beter zou zijn, is een vergelijkbaar record van cryosferisch volume, omdat het ons in staat zou stellen om cryosferische variabiliteit te koppelen aan andere effecten van klimaatverandering, zoals zeespiegelstijging. Helaas hebben we momenteel niet voldoende waarnemingen voor alle delen van de wereld om robuuste schattingen van het cryosferische volume te ontwikkelen.”
De auteurs zeggen dat de wereldwijde dataset nu kan worden gebruikt om het effect van klimaatverandering op de cryosfeer verder te onderzoeken, en hoe deze veranderingen ecosystemen, koolstofuitwisseling en de timing van de levenscycli van planten en dieren beïnvloeden.
Bron: Mariam Moeen voor Texas A & M University
