Площадь земли, покрытой замерзшей водой, так же важна, как и ее масса, потому что яркая белая поверхность так эффективно отражает солнечный свет, охлаждая планету. Изменения размера или расположения льда и снега могут изменить температуру воздуха, изменить уровень моря и даже повлиять на океанские течения во всем мире.
Новое исследование опубликовано в журнале AGU Earth’s Future, посвященном междисциплинарным исследованиям прошлого, настоящего и будущего нашей планеты и ее жителей.
«Криосфера – один из наиболее чувствительных климатических индикаторов и первый индикатор, демонстрирующий меняющийся мир», – сказал первый автор Сяоцин Пэн, физико-географ из Университета Ланьчжоу. "Его изменение в размере представляет собой серьезное глобальное изменение, а не региональную или местную проблему."
Криосфера содержит почти три четверти пресной воды Земли, а в некоторых горных регионах сокращающиеся ледники угрожают запасам питьевой воды. Многие ученые задокументировали сокращение ледяных щитов, уменьшение снежного покрова и потерю арктического морского льда индивидуально из-за изменения климата.
Но ни одно из предыдущих исследований не рассматривало всю протяженность криосферы над поверхностью Земли и ее реакцию на повышение температуры.
Сокращение пространства и времени
Пэн и его соавторы из Университета Ланьчжоу рассчитали ежедневную протяженность криосферы и усреднили эти значения, чтобы получить годовые оценки.
Хотя размеры криосферы увеличиваются и сужаются в зависимости от сезона, они обнаружили, что средняя площадь, покрытая криосферой Земли, в целом сократилась с 1979 года, что коррелирует с повышением температуры воздуха.
Усадка в основном произошла в Северном полушарии, с потерей около 102 000 квадратных километров (около 39 300 квадратных миль), или примерно половины площади Канзаса, каждый год. Эти потери немного компенсируются ростом в Южном полушарии, где криосфера ежегодно расширяется примерно на 14000 квадратных километров (5400 квадратных миль).
Этот рост в основном происходил в морском льду в море Росса вокруг Антарктиды, вероятно, из-за характера ветров и океанских течений и добавления холодной талой воды с антарктических ледниковых щитов.
Оценки показали, что не только глобальная криосфера сжималась, но и многие регионы оставались замороженными на меньшее время. В среднем первый день замерзания наступает примерно через 3 дня.На 6 дней позже, чем в 1979 г., а тает лед примерно на 5.7 дней назад.
«Такой анализ – хорошая идея для глобального индекса или индикатора изменения климата», – сказал Шон Маршалл, гляциолог из Университета Калгари, который не принимал участия в исследовании. Он считает, что следующим естественным шагом будет использование этих данных для изучения того, когда лед и снежный покров дают Земле максимальную яркость, чтобы увидеть, как изменения альбедо влияют на климат на сезонной или ежемесячной основе и как это меняется с течением времени.
Чтобы составить глобальную оценку размеров криосферы, авторы разделили поверхность планеты на сетку. Они использовали существующие наборы данных о протяженности морского льда, снежном покрове и мерзлой почве, чтобы классифицировать каждую ячейку сетки как часть криосферы, если она содержит хотя бы один из трех компонентов.
Затем они оценили размер криосферы на ежедневной, ежемесячной и ежегодной основе и изучили, как она изменилась за 37 лет их исследования.
Авторы говорят, что глобальный набор данных теперь можно использовать для дальнейшего изучения воздействия изменения климата на криосферу и того, как эти изменения влияют на экосистемы, углеродный обмен и сроки жизненных циклов растений и животных.