Kort over Grønland med temperaturændringer. Billedkredit: ESA. Klik for at forstørre.
Forskere har brugt mere end et tiårs værdi af data fra radarhøjdemålere på ESAs ERS-satellitter til at producere det mest detaljerede billede endnu af tykkelsesændringer i det grønlandske isark.
Et norskledet team brugte ERS-data til at måle højdeændringer i det grønlandske isark fra 1992 til 2003, idet de fandt den nylige vækst i de indre sektioner anslået til ca. seks centimeter om året i undersøgelsesperioden. Forskningen skal offentliggøres af Science Magazine i november efter at have været offentliggjort i online Science Express den 20. oktober.
ERS-radimetermålere fungerer ved at sende 1800 separate radarimpulser ned til Jorden i sekundet og derefter registrere, hvor lang tid deres ekko tager at hoppe 800 km tilbage til satellitplatformen. Sensoren sætter pulserens rejse ned til under et nanosekund for at beregne afstanden til planeten nedenfor til en maksimal nøjagtighed på to centimeter.
ESA har haft mindst en arbejdsradarhøjdemeter i polær bane siden juli 1991, da ERS-1 blev lanceret. ESAs første Earth Observation-rumfartøj blev sammensat af ERS-2 i april 1995, derefter den ti-instrument Envisat-satellit i marts 2002.
Resultatet er et videnskabeligt værdifuldt langvarigt datasæt, der dækker Jordens oceaner og jord såvel som isfelter - som kan bruges til at reducere usikkerheden om, hvorvidt landisark vokser eller krymper, når bekymring vokser over virkningerne af den globale opvarmning.
Ispladen, der dækker Jordens største ø Grønland, har et areal på 1 833 900 kvadratkilometer og en gennemsnitlig tykkelse på 2,3 kilometer. Det er den næststørste koncentration af frossent ferskvand på Jorden, og hvis det smeltede helt, ville den globale havniveau stige med op til syv meter.
Tilstrømningen af ferskvand til Nordatlanten fra enhver stigning i smeltning fra det grønlandske isark kan også svække Golfstrømmen og muligvis have alvorlige konsekvenser for Nordeuropas klima og verdensomspændende klima.
Bestræbelser på at måle ændringer i det grønlandske isark ved hjælp af feltobservationer, fly og satellitter har forbedret den videnskabelige viden i det sidste årti, men der er stadig ingen konsensusvurdering af islagets samlede massebalance. Der er dog tegn på smeltning og udtynding i de kystnære randområder i de senere år, såvel som indikationer på, at store grønlandske udløbsgletsjere kan svæve, muligvis som svar på klimavariationer.
Meget mindre kendt er ændringer, der forekommer i det store forhøjede indre område af isfladen. Derfor er et internationalt team af videnskabsfolk - fra Norges Nansen miljø- og fjernfølsecenter (NERSC), Mohn-Sverdrup Center for Globale havstudier og operationel oceanografi og Bjerknes Center for Klimaforskning, Russlands Nansen Internationale Miljø- og Fjernfølsecenter og De Forenede Stater Forskningscenter for miljøsystemanalyser - blev tvunget til at udlede og analysere det længste kontinuerlige datasæt med satellithøjdemålerobservationer af grønlandske ishøjder
Ved at kombinere snesevis af millioner af datapunkter fra ERS-1 og ERS-2 bestemte teamet rumlige mønstre for variationer og ændringer i overfladen i løbet af en 11-årig periode.
Resultatet er et blandet billede med en netto stigning på 6,4 centimeter om året i det indre område over 1500 meters højde. Under denne højde er højdeændringshastigheden minus 2,0 cm pr. År, hvilket stort set svarer til rapporteret udtynding i isarkets marginer. Tendensen under 1500 meter inkluderer dog ikke de stejlt skrånende marginale områder, hvor aktuelle højdemålerdata er ubrugelige.
Den rumligt gennemsnitlige stigning er 5,4 cm pr. År over studieområdet, når det korrigeres for ophøjning efter istiden af grundfjorden under ispladen. Disse resultater er bemærkelsesværdige, fordi de er i modsætning til tidligere videnskabelige fund om balance i Grønlands højhøjde.
Holdet, ledet af professor Ola M. Johannessen fra NERSC, tilskriver denne indre vækst i det grønlandske isark til øget snefald knyttet til variation i regional atmosfærisk cirkulation kendt som North Atlantic Oscillation (NAO). NAO blev først opdaget i 1920'erne og fungerer på lignende måde som El Niño-fænomenet i Stillehavet og bidrager til klimasvingninger over Nordatlanten og Europa.
Sammenlignet deres data med et NAO-indeks etablerede forskerne et direkte forhold mellem Grønlands ishøjdehøjdeændring og stærke positive og negative faser af NAO om vinteren, der stort set kontrollerer temperatur- og nedbørsmønstre over Grønland.
Professor Johannessen kommenterede: "Denne stærke negative sammenhæng mellem vinterhøjdeændringer og NAO-indekset antyder en underværdsat rolle af vintersæsonen og NAO for højdeændringer - et jokertegn i massebalancisscenarier i Grønlands isark under global opvarmning."
Han advarede om, at den nylige vækst, der blev fundet ved radar altimetri-undersøgelsen, ikke nødvendigvis afspejler en langsigtet eller fremtidig tendens. Med naturlig variabilitet i den høje breddegrad klimacyklus, der inkluderer NAO er meget stor, forbliver selv et 11-årigt datasæt kort.
”Der er helt klart et behov for fortsat overvågning ved hjælp af nye satellithøjdemetre og andre observationer sammen med numeriske modeller til beregning af det grønlandske massebudget,” tilføjede Johannessen.
Modelleringsundersøgelser af den grønlandske massebalance under den globale opvarmning af drivhusgasser har vist, at temperaturen stiger op til ca. 3 ºC, hvilket fører til positive massebalanceændringer i høje højder - på grund af sneopsamling - og negative i lave højder - på grund af snesmeltning, der overstiger akkumulering.
Sådanne modeller stemmer overens med de nye observationsresultater. Men efter at denne tærskel er nået, potentielt inden for de næste hundrede år, ville tab ved smeltning overstige akkumulering fra stigninger i snefald - da ville nedbrydningen af det grønlandske isark være slået til.
Et papir, der blev offentliggjort i Science i juni i år, detaljerede resultaterne af en lignende analyse af det antarktiske isark baseret på ERS-radarmeterimeterdata, udført af et team ledet af professor Curt Davis fra University of Missouri-Columbia.
Resultaterne viste en fortykning i Østantarktis i størrelsesordenen 1,8 cm pr. År, men tyndere over en væsentlig del af Vestantarktis. Data var utilgængelige for store dele af Den Antarktiske Halvø, afhængig af den nylige isark tyndning på grund af regional klimaforvarmning, igen på grund af begrænsninger i den aktuelle radarhøjdemålerydelse.
ESAs CryoSat-mission, tabt under lanceringen den 8. oktober, bar verdens første radarhøjdemåler, der er specialbygget til brug over både land og havis. Inden for rammerne af landisplader ville CryoSat have været i stand til at hente data over stejlt skrånende ismargener, som forbliver usynlige for aktuelle radarhøjdemetre - det er de regioner, hvor det største tab finder sted.
Der arbejdes i øjeblikket på at undersøge muligheden for at bygge og flyve en CryoSat-2 med en beslutning, der skal træffes inden udgangen af året. I mellemtiden vil den værdifulde klimatologiske registrering af ændring af isark, der er oprettet af ERS og Envisat, fortsat blive udvidet.
Original kilde: ESA News Release
