Kart over Grønland med temperaturendringer. Bildekreditt: ESA. Klikk for å forstørre.
Forskere har brukt mer enn et tiårs verdi av data fra radar-høydemetre på ESAs ERS-satellitter for å produsere det mest detaljerte bildet ennå av tykkelseendringer i Greenland Ice Sheet.
Et norskledet team brukte ERS-dataene til å måle høydeforandringer i Greenland Ice Sheet fra 1992 til 2003, og fant den siste tiden vekst i de indre seksjonene anslått til rundt seks centimeter per år i løpet av studieperioden. Forskningen skal publiseres av Science Magazine i november etter å ha blitt publisert i online Science Express 20. oktober.
ERS radarhøyttalere fungerer ved å sende 1800 separate radarpulser ned til jorden per sekund og deretter registrere hvor lang tid ekkoene deres tar å sprette 800 kilometer tilbake til satellittplattformen. Sensoren ganger pulsen sin reise ned til under et nanosekund for å beregne avstanden til planeten under til en maksimal nøyaktighet på to centimeter.
ESA har hatt minst en fungerende radarhøydemåler i polar bane siden juli 1991, da ERS-1 ble lansert. ESAs første Earth Observation-romfartøy fikk selskap av ERS-2 i april 1995, den ti-instrumentet Envisat-satellitten i mars 2002.
Resultatet er et vitenskapelig verdifullt langsiktig datasett som dekker jordens hav og land så vel som isfelt - som kan brukes til å redusere usikkerheten om landisenes vokser eller krymper etter hvert som bekymring vokser over virkningene av global oppvarming.
Isisen som dekker jordas største øy Grønland har et område på 1 833 900 kvadratkilometer og en gjennomsnittlig tykkelse på 2,3 kilometer. Det er den nest største konsentrasjonen av frossent ferskvann på jorden, og hvis det skulle smelte ville den globale havnivået øke med opptil syv meter.
Tilstrømningen av ferskvann til Nord-Atlanteren fra en økning i smelting fra Greenland Ice Sheet kan også svekke Golfstrømmen og potensielt ha alvorlig innvirkning på klimaet i Nord-Europa og i verden.
Arbeidet med å måle endringer i Greenland Ice Sheet ved hjelp av feltobservasjoner, fly og satellitter har forbedret vitenskapelig kunnskap i løpet av det siste tiåret, men det er fremdeles ingen konsensusvurdering av islagets samlede massebalanse. Det er imidlertid tegn på smelting og tynning i kystnære områdene de siste årene, så vel som indikasjoner på at store ishavsbreener kan bølge, muligens som svar på klimavariasjoner.
Mye mindre kjent er forandringer som skjer i det store, forhøyede indre området av isisen. Derfor er et internasjonalt team av forskere - fra Norges Nansen Environmental and Remote Sensing Center (NERSC), Mohn-Sverdrup Center for Global Ocean Studies and Operational Oceanography og Bjerknes Center for Climate Research, Russlands Nansen International Environmental and Remote Sensing Center og USA 'Research Systems Research Research Center - ble tvunget til å utlede og analysere det lengste kontinuerlige datasettet med observasjoner av satellitthøydemåler av høydene fra Greenland Ice Sheet.
Ved å kombinere flere titalls millioner datapunkter fra ERS-1 og ERS-2, bestemte teamet romlige mønstre for overflatehevingsvariasjoner og endringer over en 11-års periode.
Resultatet er et blandet bilde, med en netto økning på 6,4 centimeter per år i det indre området over 1500 meters høyde. Under den høyden er høydeforandringshastigheten minus 2,0 cm per år, stort sett samsvarende med rapportert tynning i isarkets marginer. Trenden under 1500 meter inkluderer imidlertid ikke de bratt skrånende marginale områdene der nåværende høydemeterdata er ubrukelige.
Den romlige gjennomsnittlige økningen er 5,4 cm per år over studieområdet, når den ble korrigert for løft av berggrunnen etter isplaten etter istiden. Disse resultatene er bemerkelsesverdige fordi de er i motsetning til tidligere vitenskapelige funn om balanse i Grønlands høyhøyde.
Teamet, ledet av professor Ola M. Johannessen fra NERSC, tilskriver denne indre veksten av Greenland Ice Sheet til økt snøfall knyttet til variasjon i regional atmosfærisk sirkulasjon kjent som North Atlantic Oscillation (NAO). NAO ble først oppdaget på 1920-tallet, og fungerer på lignende måte som El Niño-fenomenet i Stillehavet, og bidrar til klimasvingninger over Nord-Atlanteren og Europa.
Sammenlignet dataene deres med en indeks av NAO, etablerte forskerne et direkte forhold mellom Greenland Ice Sheet elevasjonsendring og sterke positive og negative faser av NAO om vinteren, som i stor grad kontrollerer temperatur og nedbørsmønstre over Grønland.
Professor Johannessen kommenterte: "Denne sterke negative korrelasjonen mellom vinterhøydeforandringer og NAO-indeksen antyder en underverdsatt rolle av vintersesongen og NAO for høydeforandringer - et jokertegn i massebalansescenariene i Grønlands isark under global oppvarming."
Han advarte om at den nylige veksten som ble funnet ved radar-altimetriundersøkelsen ikke nødvendigvis gjenspeiler en langsiktig eller fremtidig trend. Med naturlig variabilitet i klimasyklusen med høy breddegrad som inkluderer at NAO er veldig stor, er til og med et 11 år langt datasett kort.
"Det er helt klart et behov for fortsatt overvåking ved bruk av nye satellitthøydemeter og andre observasjoner, sammen med numeriske modeller for å beregne det grønlandske massebudsjettet," la Johannessen til.
Modelleringsstudier av massebalansen på Greenland Ice Sheet under den globale oppvarmingen av drivhus har vist at temperaturen øker til omtrent 3 ºC, og fører til positive massebalanseendringer i høye høyden - på grunn av snøakkumulering - og negativt ved lave høyder - på grunn av snøsmelting som overstiger akkumulering.
Slike modeller stemmer overens med de nye observasjonsresultatene. Imidlertid etter at terskelen er nådd, potensielt i løpet av de neste hundre årene, ville tap fra smelting overstige akkumulering fra økning i snøfall - da ville nedbrytningen av Greenland Ice Sheet være på.
Et papir som ble publisert i Science i juni i år, detaljerte resultatene fra en lignende analyse av Antarctic Ice Sheet basert på ERS radarhøydemåler, utført av et team ledet av professor Curt Davis ved University of Missouri-Columbia.
Resultatene viste tykkelse i Øst-Antarktis i størrelsesorden 1,8 cm per år, men tynnet over en betydelig del av Vest-Antarktis. Data var utilgjengelig for store deler av Antarktis-halvøya, med forbehold om nylig isark tynning på grunn av regional klimaoppvarming, igjen på grunn av begrensninger i gjeldende radarhøydemålerytelse.
ESAs CryoSat-oppdrag, som ble tapt under lanseringen 8. oktober, bar verdens første radarhøydemåler som er spesialbygget for bruk over både land og havis. I sammenheng med landisarkene, ville CryoSat ha vært i stand til å skaffe data over bratt skrånende ismarginer som forblir usynlige for gjeldende radar-høydemetre - dette er de regionene der det største tapet finner sted.
For tiden pågår en innsats for å undersøke muligheten for å bygge og fly en CryoSat-2, med en beslutning som skal tas innen utgangen av året. I mellomtiden vil den verdifulle klimatologiske registreringen av isarkskifte etablert av ERS og Envisat fortsette å bli utvidet.
Originalkilde: ESA News Release
