En un hallazgo que puede ayudar a los científicos a predecir mejor el aumento del nivel del mar en un mundo en calentamiento, los investigadores de la Universidad de Brown han encontrado un factor subestimado que controla la velocidad a la que se derrite la capa de hielo de Groenlandia.
La investigación, publicada en la revista Avances científicos , utilizó imágenes satelitales para rastrear el movimiento de la capa de nieve de la capa de hielo: la elevación sobre la cual la superficie está cubierta de nieve y debajo de la cual está expuesto el hielo desnudo. El estudio mostró que la elevación de la línea de nieve variaba significativamente de un año a otro, yque su variación ejerció una influencia descomunal en la cantidad de radiación solar que absorbió la capa de hielo. Los cambios en la elevación de la capa de nieve de un año a otro explicaron más de la mitad de la variabilidad anual de la radiación en la capa de hielo, encontró el estudio.
En última instancia, la cantidad de radiación que absorbe la capa de hielo determina el grado en que se derrite.
"Las personas que estudian los glaciares alpinos han reconocido la importancia de los nevados durante años, pero nadie los había estudiado explícitamente en Groenlandia antes", dijo Laurence C. Smith, miembro visitante del Instituto Brown for Environment and Society IBESy un coautor del estudio: "Este estudio muestra por primera vez que esta simple división entre el hielo desnudo y la nieve es más importante cuando se trata de derretir que una gran cantidad de otros procesos que reciben más atención".
Los resultados tienen implicaciones significativas para predecir el aumento futuro del nivel del mar, dicen los investigadores. El agua de deshielo de la capa de hielo de Groenlandia es un gran contribuyente a los niveles globales del mar, y este estudio muestra que los modelos climáticos regionales utilizados para predecir el escurrimiento futuro a menudo predicen líneas de nieve inexactas.
"Descubrimos que los modelos no reproducen muy bien las líneas de nieve, lo que agrega incertidumbre a las proyecciones futuras", dijo Jonathan C. Ryan, investigador postdoctoral en Brown y autor principal del estudio. "Pero ahora que hemos demostrado cómoimportante es el efecto de la línea de nieve, y tener algunas observaciones directas de las posiciones de la línea de nieve, esperamos poder mejorar estos modelos en el futuro "
La razón por la que la línea de nieve es tan importante tiene que ver con la diferencia en la reflectividad entre la capa de nieve y el hielo desnudo. La nieve es extremadamente brillante y refleja en la atmósfera la mayor parte de la luz solar que recibe. El hielo desnudo es mucho más oscuro,y por lo tanto refleja menos radiación. En cambio, se absorbe más radiación, lo que calienta el hielo y conduce a la fusión. Estos procesos han sido bien entendidos por los científicos durante años. Lo que no se sabía era hasta qué punto se desarrollaban en el hielo de Groenlandiahoja, y en qué medida la migración de la línea de nieve podría regular el derretimiento de año en año.
Ryan dice que por primera vez tuvo una idea de lo importante que podría ser el movimiento de la línea de nieve mientras realizaba trabajo de campo en la capa de hielo. Él y sus colegas intentaban registrar las posiciones de la línea de nieve con drones aéreos. Cada día, volaban sus drones tierra adentro a través del desnudohielo. Cuando llegaron a la línea de nieve, registraron la posición, dieron la vuelta a sus drones y volaron de regreso. En un momento durante la temporada de campo, tuvieron que dejar de volar durante unos días debido a los fuertes vientos. Cuando volvieron a volar,encontraron algo sorprendente
"De repente, la línea de nieve desapareció", dijo Ryan. "En un par de días se había movido unos 30 kilómetros por la capa de hielo y ahora estaba fuera del alcance de nuestros drones. Ese fue el primer momento en que pensamos quedebería investigar los efectos del movimiento de la línea de nieve sobre la fusión "
Para el estudio, Ryan y sus colegas utilizaron imágenes del instrumento MODIS, un espectroradiómetro de imágenes que vuela a bordo del satélite Terra de la NASA. Pudieron obtener una serie temporal de posiciones de nevadas desde 2001 hasta 2017. También pudieron medir la reflectividad detanto la capa de nieve como el hielo desnudo.
Las imágenes confirmaron un movimiento sustancial de la línea de nieve de una estación a otra y de un año a otro, alcanzando una elevación máxima en 2012, un año récord para el derretimiento de la capa de hielo. También hubo una diferencia sustancial en la reflectividad entre la nieve y el hielo.La nieve reflejó un promedio de aproximadamente el 79 por ciento de la radiación que la golpeó. El hielo, mientras tanto, reflejó solo entre el 45 y el 57 por ciento. El movimiento de la línea de nieve combinado con las diferencias en la reflectividad significa que la posición de la línea de nieve juega un papel dominante en el control de la radiación.absorción de energía de la capa de hielo. En total, el 53 por ciento de la variabilidad de la radiación de un año a otro puede explicarse por la posición de la línea de nieve, encontraron los investigadores
Esa cifra del 53 por ciento eclipsa otros factores que los investigadores investigaron. Por ejemplo, los investigadores pensaron que los procesos que oscurecen el hielo desnudo ya oscuro con el tiempo jugarían un papel importante en el control de la absorción de energía. Acumulando agua, capas de suciedad y crecimiento de algastodos pueden oscurecer el hielo desnudo, haciéndolo aún menos reflectante. El estudio encontró que esos factores hicieron una diferencia en la absorción de energía, no tanto como lo había supuesto la investigación previa. Resultó que la posición de la línea de nieve tenía cinco vecesinfluencia más fuerte en la absorción de energía que el oscurecimiento del hielo desnudo mismo.
"Eso es una sorpresa porque últimamente se ha trabajado mucho en estos procesos de oscurecimiento de hielo", dijo Smith. "Resulta que en este caso, nos faltaba el elefante en la habitación, que es la línea de nieve".
Habiendo establecido la importancia de la línea de nieve en la absorción de energía, y en última instancia en la fusión y la escorrentía, los investigadores querían ver si los modelos climáticos regionales capturaban adecuadamente el efecto de la línea de nieve. Eso es importante porque esos modelos se utilizan para predecir la escorrentía futura a partir dela capa de hielo de Groenlandia
Los investigadores descubrieron que dos modelos líderes no logran capturar con precisión la elevación de la línea de nieve. Un modelo, conocido como MAR, fijó las líneas de nieve demasiado altas y, por lo tanto, probablemente sobreestimó la escorrentía en años de alta fusión. El otro modelo, conocido como RACMO, estableció elnevadas demasiado bajas, lo que significa que probablemente subestima la escorrentía futura en un clima más cálido.
Dada la importancia de la posición de la línea de nieve como se revela en este estudio, los investigadores dicen que es importante que los modelos tengan la línea de nieve correcta.
"Estamos colaborando ahora con los modeladores, proporcionándoles nuestras líneas de nieve observadas", dijo Ryan. "Eso les da algo de verdad básica que deberían poder usar para ajustar sus modelos. Ahora hay algo a lo que apuntar".
El resultado de esas mejoras en el modelado de la línea de nieve, dicen los investigadores, serían pronósticos más precisos de las futuras contribuciones de Groenlandia al aumento del nivel del mar.
La investigación fue financiada por el Programa Ciosfera de la NASA NNX14AH93G. Otros coautores fueron Dirk van As, Sarah Cooley, Matthew Cooper, Lincoln Pitcher y Alun Hubbard.
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Materiales proporcionado por Universidad de Brown . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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