Studie identificeert ongekende atmosferische omstandigheden achter verwoestende zomer; suggereert dat klimaatmodellen het toekomstige smelten sterk kunnen onderschatten.
Door Sarah Fecht
Vorig jaar was een van de slechtste jaren ooit geregistreerd voor de ijskap van Groenland, die met honderden miljarden tonnen is gekrompen. Volgens een studie die vandaag in The Cryosphere is gepubliceerd, werd dat verbijsterende ijsverlies niet alleen veroorzaakt door warme temperaturen; de nieuwe studie identificeert uitzonderlijke atmosferische circulatiepatronen die in belangrijke mate hebben bijgedragen aan het snelle verlies van massa van de ijskap.
Omdat klimaatmodellen die het toekomstige smelten van de Groenlandse ijskap voorspellen, momenteel geen rekening houden met deze atmosferische patronen, onderschatten ze het toekomstige smelten mogelijk met ongeveer de helft, zei hoofdauteur Marco Tedesco van het Lamont-Doherty Earth Observatory van de Columbia University.
De studie gebruikte satellietgegevens, grondmetingen en klimaatmodellen om veranderingen in de ijskap in de zomer van 2019 te analyseren.
De onderzoekers ontdekten dat hoewel 2019 de op één na hoogste hoeveelheid afvloeiing van smeltend ijs zag (2012 was erger), dit de grootste dalingen in de oppervlaktemassabalans veroorzaakte sinds het bijhouden van de registratie begon in 1948. De oppervlaktemassabalans houdt rekening met winsten in het ijs de massa van de plaat – zoals door sneeuwval – en verliezen als gevolg van afvloeiing van smeltwater aan de oppervlakte.
‘U kunt de massabalans in Groenland zien als uw bankrekening’, zei Tedesco. ‘In sommige periodes geef je meer uit, en in sommige periodes verdien je meer. Als je te veel uitgeeft, word je negatief. Dit is wat er recentelijk met Groenland is gebeurd.’
Met name in 2019 daalde de oppervlaktemassabalans van de ijskap met ongeveer 320 miljard ton onder het gemiddelde voor 1981-2010 – de grootste daling sinds het bijhouden van de gegevens begon in 1948. Tussen 1981 en 2010 won de “bankrekening” van de oppervlaktemassa ongeveer Gemiddeld 375 miljard ton ijs per jaar. In 2019 was dat aantal dichter bij 50 miljard ton.
En hoewel een winst van 50 miljard ton nog steeds klinkt als goed nieuws voor een ijskap, legde Fettweis uit dat dit niet het geval is vanwege een andere factor: de ijskap werpt ook honderden miljarden tonnen af als ijsbergen in de oceaan breken. Onder stabiele omstandigheden zou de winst in de oppervlaktemassabalans hoog genoeg zijn om het ijs te compenseren dat verloren gaat wanneer ijsbergen afkalven.
Onder de huidige omstandigheden weegt het afkalven veel zwaarder dan de winsten van de oppervlaktemassabalans. In totaal verloor de ijskap in 2019 naar schatting 600 miljard ton, wat neerkomt op een zeespiegelstijging van ongeveer 1,5 millimeter.
Voorheen was 2012 het slechtste jaar van Groenland voor de massabalans aan de oppervlakte, met een verlies van 310 miljard ton in vergelijking met de basislijn van 1981-2010. Maar de zomertemperaturen in Groenland waren in 2012 zelfs hoger dan in 2019 – dus waarom verloor het oppervlak vorig jaar zoveel massa?
Tedesco en co-auteur Xavier Fettweis, van de Universiteit van Luik, ontdekten dat het recordbrekende ijsverlies verband hield met hogedrukomstandigheden (anticyclonische omstandigheden genoemd) die in 2019 ongebruikelijk lang duurden boven Groenland.
De hoge druk onderdrukte de vorming van wolken in het zuidelijke deel van Groenland. De resulterende heldere luchten laten meer zonlicht binnen om het oppervlak van de ijskap te smelten. En met minder wolken was er ongeveer 50 miljard ton minder sneeuw dan normaal om toe te voegen aan de massa van de ijskap. Het gebrek aan sneeuw liet ook op sommige plaatsen donker, bloot ijs bloot en omdat ijs niet zoveel zonlicht weerkaatst als verse sneeuw, absorbeerde het meer warmte en verergerde het smelten en afvloeien.
In de noordelijke en westelijke delen van Groenland waren de omstandigheden anders, maar niet beter, omdat het hogedruksysteem met de wijzers van de klok mee draaide warme, vochtige lucht uit de lagere breedtegraden trok en naar Groenland leidde.
‘Stel je voor dat deze draaikolk ronddraait in het zuidelijke deel van Groenland,’ legde Tedesco uit, ‘en dat zuigt als een stofzuiger letterlijk het vocht en de warmte van bijvoorbeeld New York City op en stort het in het Noordpoolgebied – in dit geval langs de westkust van Groenland. Toen dat gebeurde, omdat je meer vocht en meer energie hebt, bevorderde het de vorming van wolken in het noordelijke deel. ”
Maar in plaats van sneeuw te brengen, hielden deze warme en vochtige wolken de warmte vast die normaal van het ijs zou uitstralen, waardoor een kleinschalig broeikaseffect ontstaat. Deze wolken stoten ook hun eigen warmte uit, wat het smelten verergerde.
Door deze gecombineerde effecten leidden de atmosferische omstandigheden van de zomer van 2019 tot het hoogste jaarlijkse massaverlies vanaf het oppervlak van Groenland sinds het begin van de archivering.
Met behulp van een kunstmatig neuraal netwerk ontdekten Tedesco en Fettweis dat het grote aantal dagen van 2019 met deze atmosferische hogedrukomstandigheden ongekend was. De zomer van 2012, een van de slechtste jaren van Groenland, zag ook anticyclonische omstandigheden.
“Deze atmosferische omstandigheden komen de laatste decennia steeds vaker voor”, zegt Tedesco. “Het is zeer waarschijnlijk te wijten aan de golving van de jetstroom, die naar onze mening onder meer verband houdt met het verdwijnen van sneeuwbedekking in Siberië, het verdwijnen van zee-ijs en het verschil in snelheid waarmee temperatuur stijgt in het noordpoolgebied versus de middelste breedtegraden. ” Met andere woorden, door klimaatverandering kunnen de destructieve atmosferische hogedrukomstandigheden boven Groenland vaker voorkomen.
De huidige wereldwijde klimaatmodellen zijn niet in staat om deze effecten van een meer golvende straalstroom vast te leggen. Dientengevolge, “simuleren simulaties van toekomstige effecten zeer waarschijnlijk het massaverlies als gevolg van klimaatverandering”, zei Tedesco. ‘Het is bijna alsof je de helft van het smelten mist.’
De Groenlandse ijskap bevat voldoende bevroren water om de zeespiegel met wel 23 voet te verhogen. Het begrijpen van de effecten van veranderingen in de luchtcirculatie zal cruciaal zijn om de projecties te verbeteren voor hoeveel van dat water de oceanen in de toekomst zal overstromen, zei Tedesco.