Studie zeigt deutlichen Rückgang der Schneedecke auf der Nordhalbkugel im letzten halben Jahrhundert

Angesichts der anhaltenden Klimakrise konzentrieren sich Wissenschaftler aus vielen Bereichen darauf, zu verstehen, wie sich verschiedene Klimasysteme verändert haben und wie sich dies auch weiterhin tun wird, wenn der Klimawandel fortschreitet. Robert Lund, Professor und Lehrstuhlinhaber für Statistik an der UC Santa Cruz Baskin School of Engineering, arbeitete an einer neuen Studie mit, die strenge mathematische Modelle und statistische Methoden verwendet und einen Rückgang der Schneedecke in vielen Teilen der nördlichen Hemisphäre im letzten halben Jahrhundert feststellt.

Aufgrund der Rolle, die Schnee in der globalen Energiebilanz spielt, ist es wichtig, die Trends der Schneedecke zu verstehen. Die hohe Albedo – die Fähigkeit, Licht zu reflektieren – und die isolierenden Eigenschaften des Schnees beeinflussen die Oberflächentemperaturen auf regionaler Ebene und die thermische Stabilität auf kontinentaler Ebene.

In der neuen Studie veröffentlicht in der Zeitschrift für Hydrometeorologie, Die Forscher analysierten Daten zur Schneedecke, die bei wöchentlichen Satellitenüberflügen zwischen 1967 (als Satelliten immer häufiger eingesetzt wurden) und 2021 gesammelt wurden, und wurden zur Analyse in Rasterabschnitte unterteilt. Von den Gittern, von denen die Forscher ermittelten, dass sie verlässliche Daten enthielten, stellten sie fest, dass die Schneedecke in fast doppelt so vielen Gittern abnimmt, wie sie zunimmt.

„In den arktischen Regionen verschwindet der Schnee meistens – ich glaube, Klimatologen haben das irgendwie vermutet“, sagte Lund. „Aber auch an den südlichen Grenzen der Kontinente verschwindet es.“

In einer Studie, deren Fertigstellung etwa vier Jahre dauerte, zeigen die Forscher, dass die Schneedecke in der Arktis und den südlichen Breiten der nördlichen Hemisphäre im Allgemeinen abnimmt, während in einigen Gebieten wie Ostkanada eine Zunahme der Schneedecke zu verzeichnen ist. Dies könnte auf steigende Temperaturen in Gebieten zurückzuführen sein, in denen es normalerweise sehr kalt ist, aber immer noch unter dem Gefrierpunkt liegt, sodass die Atmosphäre mehr Wasser speichern kann, das dann als Schnee fällt.

Lund glaubt, dass dies aufgrund der Genauigkeit der statistischen Methoden der Forscher die erste wirklich zuverlässige Analyse der Schneebedeckungstrends auf der Nordhalbkugel ist. Für Nicht-Statistiker ist es oft eine Herausforderung, Trends aus dieser Art von Satellitendaten zu extrahieren, die als Folge von Nullen oder Einsen vorliegen und anzeigen, ob in einer bestimmten Woche Schnee lag. Bei der Betrachtung von Trends mussten die Forscher auch Korrelationen berücksichtigen, da das Vorhandensein einer Schneedecke in einer Woche die Wahrscheinlichkeit einer Schneedecke in der folgenden Woche stark beeinflusst.

Diese beiden Faktoren wurden mit einem Markov-Ketten-basierten Modell berücksichtigt. Aus dem Modell könnten genaue Unsicherheitsschätzungen der Trends berechnet werden. Die Forscher fanden Hunderte von Gittern, in denen die Schneedecke mit einer Sicherheit von mindestens 97,5 % zurückging.

Sie stellten jedoch auch fest, dass einige der in Bergregionen gesammelten Satellitendaten unzuverlässig waren und im Winter keinen Schnee und im Winter mehrere Wochen lang Schnee zeigten. Dies war wahrscheinlich auf einen Fehler im Algorithmus zurückzuführen, der die Satellitendaten verarbeitete, um festzustellen, ob Schnee vorhanden war oder nicht.

„Der Grund dafür, dass diese Studie so viel Arbeit erforderte, liegt darin, dass die Satellitendaten so dürftig sind“, sagte Lund. „Was auch immer die Meteorologen getan haben, um anhand der Bilder in einigen Bergregionen den Schnee abzuschätzen, hat einfach nicht funktioniert, also mussten wir alle Gitter auf der Nordhalbkugel nehmen und herausfinden, ob die Daten überhaupt vertrauenswürdig waren oder nicht.“

Durch die Bestimmung, welche Satellitendaten unzuverlässig sind, kann diese Studie als Ressource für die wissenschaftliche Gemeinschaft dienen, die diese Schneebedeckungsdaten möglicherweise auch für ihre Forschung auswerten möchte.