Гренландия теряет лед в последние десятилетия из-за прогрессирующего потепления. Примерно с 1990 года средняя температура над ледниковым покровом увеличилась на целых 1 градуса.8 градусов Цельсия (3.2F) летом и до 3 градусов Цельсия (5.4F) зимой.
В настоящее время считается, что пласт площадью 660 000 квадратных миль ежегодно теряет около 270 миллиардов тонн льда. В течение большей части этого времени считалось, что большая часть этого происходит от айсбергов, отколовшихся в океан, но в последнее время прямой сток талой воды стал доминировать, составляя около 70 процентов потерь.
По словам авторов исследования, дождливая погода все чаще становится причиной этого стока.
Исследователи объединили спутниковые снимки с наземными наблюдениями за погодой с 1979 по 2012 год, чтобы точно определить, что вызывает таяние в определенных местах.
Спутники используются для картографирования таяния в реальном времени, потому что на их изображениях можно отличить снег от жидкой воды. Около 20 автоматизированных метеостанций, разбросанных по льду, предоставляют одновременные данные о температуре, ветре и осадках.
Объединив два набора данных, исследователи сосредоточили внимание на более чем 300 событиях, в которых они обнаружили, что первоначальным триггером таяния была погода, которая принесла дождь. «Это было неожиданностью», – сказала ведущий автор исследования Марилена Олтманнс из Немецкого центра исследований океана GEOMAR. Она сказала, что за исследуемый период таяние, связанное с дождем и его последующими последствиями, удвоилось летом и утроилось зимой. Общее количество осадков над ледниковым покровом не изменилось; что изменилось, так это форма осадков.
В целом, по оценкам исследователей, почти треть общего объема стока, который они наблюдали, была вызвана дождями.
Таяние может быть вызвано комплексом факторов, но введение жидкой воды является одним из самых мощных, сказал Марко Тедеско, гляциолог из обсерватории Земли Ламон-Доэрти Колумбийского университета и соавтор исследования. По его словам, теплый воздух, конечно, может растапливать лед напрямую, но сам по себе не очень эффективен. Однако более высокие температуры могут вызывать каскадные эффекты.
Во-первых, они повышают вероятность того, что атмосферные условия выйдут за порог, когда осадки выпадают в виде дождя, а не снега. Жидкая вода несет в себе много тепла, и когда она впитывается в снежную поверхность, она тает снег вокруг себя, высвобождая больше энергии. Между тем, теплый воздух, принесший дождь, часто образует облака, которые от жары окаймляют.
Эта комбинация факторов вызывает пульс таяния, который питается сам по себе и хорошо переносит сам дождь, часто на несколько дней.
Более того, ученые обнаружили, что продолжительность этих импульсов увеличивалась за десятилетия, которые они анализировали, в холодную погоду с двух дней до трех, а в короткое лето – с двух до пяти.
Авторы исследования говорят, что есть более долгосрочные эффекты. Они считают, что часть талой воды стекает, но остальная часть снова замерзает на месте, превращая обычно пушистый, отражающий снег на поверхности или рядом с ней в более темные и плотные массы льда. Этот лед поглощает солнечную радиацию легче, чем снег, поэтому, когда выходит солнце, он легче тает, производя больше жидкой воды, которая питает больше таяния, в замкнутой петле обратной связи.
Это, по словам Тедеско, привело к более раннему таянию летом. А поскольку поверхность затвердела в лед, большая часть этой талой воды может легче стекать с ледяного покрова в сторону моря.
«Если зимой идет дождь, это делает лед более уязвимым летом», – сказал Тедеско. «Мы начинаем понимать, что нужно смотреть на все времена года."
В то время как летом дождь обрушивается на все более обширные участки льда, зимние осадки до сих пор, по всей видимости, ограничиваются более низкими высотами на юге и юго-западе Гренландии.
Его приносят влажные, относительно теплые океанские ветры с юга, которые некоторые общины в других районах называют неккаджаак. Эти ветры могут становиться все более частыми из-за изменений в струйном потоке, вызванных климатом.
Высота ледникового покрова увеличивается дальше вглубь суши, и поэтому там холоднее и снежнее; но если средние температуры продолжат расти, как ожидалось, линия, по которой влага опускается в виде дождя вместо снега, будет быстро перемещаться внутрь, вверх и на север. «Лед должен набирать массу зимой, когда идет снег, но все большая часть прироста массы от осадков теряется из-за таяния», – сказал Олтманнс.
Гренландия – не единственное место на крайнем севере, где наблюдается усиление дождей.
В последние годы аномальные зимние дожди обрушились на северную канадскую тундру, затем снова замерзли на поверхности, запечатывая растения, которые карибу и овцебыки обычно добывают через рыхлый снег; в некоторые годы это привело к истреблению стада. И только что опубликованное исследование, проведенное недалеко от Фэрбенкса, Аляска, показывает, что увеличивающиеся весенние дожди просачиваются сквозь вечную мерзлоту, оттаивают ее и выделяют большое количество метана, высокоэффективного парникового газа.
В период с 1993 по 2014 год глобальное повышение уровня моря ускорилось примерно с 2.2 миллиметра в год до 3.3 миллиметра, и большая часть этого ускорения, как полагают, связана с таянием в Гренландии. Прогнозы повышения уровня моря на конец этого столетия обычно колеблются от двух до четырех футов, но большинство прогнозов еще не учитывают то, что может случиться со льдом в Гренландии или с гораздо большей массой в Антарктиде, из-за понимания физика все еще недостаточно развита.
Ричард Элли, известный гляциолог из Университета штата Пенсильвания, сказал, что новая статья помогает понять. «Общая картина ясна и неизменна», – сказал он. «Потепление тает лед», но, добавил он, конкретные процессы, которые будут нести это, «необходимо количественно оценить, понять и включить в модели. В этом новом документе проводится важная работа по пониманию и количественной оценке."
Соавтором исследования является Фьямметта Странео из Института океанографии Скриппса.