Das Schmelzen des Eises ist in den letzten Jahrzehnten zu einem immer drängenderen Problem geworden, da der Klimawandel eindrucksvolle Bilder von einsamen Eisbären hervorgebracht hat, die auf nicht mehr haltbaren kleinen Meereisblöcken treiben. Die Folgen sind jedoch weitreichend: Die Auffrischung des Meerwassers verändert die Meeresökosysteme, der Anstieg des Meeresspiegels führt zu Überschwemmungen und die Eis-Albedo-Rückkopplungen, die die Temperatur der Erde weiter verändern, werden verringert.
Neue Forschung, veröffentlicht In Geophysikalische Forschungsbriefehat die Auswirkungen des Abschmelzens des grönländischen Eisschildes in der Spätsaison untersucht, um dessen Auswirkungen auf den Eisfluss festzustellen. Dies spiegelt den Einfluss wider, den das Oberflächenschmelzen auf die Veränderung der Bewegung des Eisschildes hat, wodurch das Eis möglicherweise schneller in tiefere Lagen transportiert wird, in denen es wärmer ist, was zu höheren Schmelzraten führt.
Ryan Ing, ein Ph.D. Forscher an der Universität von Edinburgh (Großbritannien) und Kollegen konzentrierten sich auf Schmelzereignisse im Jahr 2022, einem Jahr, in dem die saisonalen Lufttemperaturen in der späten Schmelzsaison höher waren als zuvor für den grönländischen Eisschild gemessen.
Ing erläuterte die Motivation hinter ihrer Arbeit: „Mit zunehmender Klimaerwärmung bemerken wir häufiger Perioden intensiven Oberflächenschmelzens auf dem grönländischen Eisschild, insbesondere gegen Ende des Sommers. Während dieser Zeit nimmt die Bewegung des Eisschildes zu.“ reagiert besonders auf Spitzen in der Oberflächenschmelze und bewegt möglicherweise mehr Eis in tiefere Lagen, wo die Lufttemperaturen höher sind.
„Unsere Studie konzentrierte sich auf die Analyse mehrerer intensiver Schmelzereignisse, die im Spätsommer 2022 auftraten, und ihrer Auswirkungen auf die jährliche Bewegung des Eisschildes. Obwohl eine große Beschleunigung der Eisbewegung beobachtet wurde, war diese Beschleunigung nur von kurzer Dauer und dauerte nur wenige Tage. und hatte keinen wesentlichen Einfluss auf die gesamte jährliche Bewegung des Eisschildes.“
„Während diese Schmelzereignisse im Spätsommer möglicherweise kein großes Problem für die verstärkte Eisbewegung darstellen, unterstreichen unsere Ergebnisse ihre bedeutende Rolle bei der Intensivierung des Oberflächenschmelzens auf dem Eisschild.“
Mithilfe einer Aufzeichnung von Satellitenbildern über einen Zeitraum von fünf Jahren untersuchten die Wissenschaftler sieben Gletscher in Westgrönland, die sowohl an Land als auch im Ozean enden, und kombinierten dabei die von GPS und dem Weltraumsatelliten Sentinel-1 erhaltenen Eisgeschwindigkeiten mit meteorologischen Daten von Wetterstationen.
Im Jahr 2022 erlebte der westgrönländische Eisschild den größten täglichen Abfluss in der Spätschmelzsaison (ab Ende August) seit 1950. Aufgrund eines atmosphärischen Flusses kam es zu einer Reihe von Schmelzereignissen, die sich über etwa 37 % der Fläche des Eisschildes erstreckten Dadurch wurde warme Luft über die Eisdecke gebracht, was zum Abschmelzen der Oberfläche führte und einen Höchstwert von 9,6 cm Wasseräquivalent pro Tag erreichte.
Während dieser Ereignisse verzeichnete eine der Wetterstationen auf einer Höhe von 1823 m auf dem Inlandeis einen raschen Anstieg der Lufttemperatur von -17,7 °C auf 2,7 °C innerhalb von 24 Stunden.
Diese Schmelzereignisse führten dazu, dass das subglaziale Entwässerungssystem vom Oberflächenschmelzwasser überschwemmt wurde und die Basis des Gletschers durch einen erhöhten Grundwasserdruck schmierte. Folglich führte eine Verringerung der Grundreibung zu einem vorübergehenden Anstieg der Bewegungsgeschwindigkeit der Eisdecke um bis zu ~240 % im Vergleich zu den Geschwindigkeiten vor dem Ereignis und erreichte ein Maximum von 236 m pro Jahr.
Wenn jedoch die Schmelzwasserzufuhr im Laufe des Sommers zunimmt, entstehen größere subglaziale Kanäle, was ihre Tragfähigkeit erhöht und die Schmierwirkung auf die Basis des Gletschers verringert, wodurch seine Bewegung verlangsamt wird.
Ing erläuterte die unterschiedlichen Auswirkungen des saisonalen Abschmelzens auf das subglaziale Entwässerungssystem des grönländischen Eisschildes weiter und sagte: „Während der späten Schmelzsaison ziehen sich die Kanäle unter dem Eis, die das Schmelzwasser transportieren, allmählich zusammen, wenn die Oberflächenschmelze nachlässt. Daher kommt es zu einem erheblichen Anstieg.“ Wenn in diesem Zeitraum Oberflächenschmelze auftritt, beispielsweise durch ein atmosphärisches Flussereignis oder ein zyklonisches Wettersystem, werden diese Kanäle überflutet.“
„Dies führt zu einem schnellen Anstieg des Grundwasserdrucks, was zu einer Beschleunigung des Eisflusses führt.“
„Während des Höhepunkts der Schmelzsaison im Sommer hingegen kommt es zu kontinuierlichem Oberflächenschmelzen und Wasser, das durch die Kanäle fließt, wodurch diese vergrößert werden. Wenn es also zu dieser Jahreszeit zu einem Schmelzereignis kommt, können die größeren Kanäle leichter schmelzen.“ Nehmen Sie das zusätzliche Schmelzwasser auf, was zu einem weniger ausgeprägten Anstieg des Grundwasserdrucks und der Eisbewegung führt.
Aufgrund dieser Effizienz des subglazialen Entwässerungssystems und der vorübergehenden Natur der Beschleunigungen der Eisbewegung ergab die Studie, dass der jährliche Eisabfluss des Eisschildes nicht wesentlich durch Änderungen der Eisbewegung beeinflusst wurde, mit einer Zunahme (und damit einem Verlust von Eismasse) von ~4,5 % zusammen für land- und meeresendende Gletscher (0,044 Gt Eis, verglichen mit einem durchschnittlichen jährlichen Eisabfluss von 0,979 Gt pro Jahr für 2016–2022).
Bedeutend war jedoch der Anstieg des gesamten jährlichen Abflusses (die Menge an Oberflächenschmelze, die der Eisschild in einem Jahr erfährt), die aufgrund dieser kurzen Schmelzereignisse in der Spätsaison um etwa 24 % zunahm.
Während diese Studie darauf hindeutet, dass der Anstieg des jährlichen Eisabflusses aufgrund dieser Schmelzereignisse in der Spätsaison kein Hauptfaktor für den Massenverlust der Eisdecke sein wird, ist der Anstieg des Schmelzwasserabflusses aufgrund solcher Ereignisse kritisch und bedeutsam. Die vorübergehenden Schmelzereignisse in der Spätsaison im Jahr 2022 erhöhten den jährlichen Massenverlust durch Schmelzen um eine Größenordnung mehr als durch die eher minimale Eisbeschleunigung.
Dies ist besonders wichtig, da 50 % des jährlichen Massenverlusts des gesamten grönländischen Eisschilds auf den Schmelzwasserabfluss zurückzuführen sind. Die Auswirkungen verstärkter Ereignisse in der Spätschmelze könnten daher in den kommenden Jahrzehnten zunehmend an Bedeutung gewinnen, da sich das Erdklima weiter erwärmt.
Ing kam zu dem Schluss, dass die Ergebnisse der Studie auf andere Eisschilde und Gletscher weltweit übertragen werden könnten, und betonte die Bedeutung weiterer Forschung auf diesem Gebiet: „Während sich die spezifischen Ergebnisse dieser Studie auf den grönländischen Eisschild beziehen, ist es wahrscheinlich, dass ein ähnliches Verhalten auftritt.“ bei anderen Gletschern und Eisschilden, die ebenfalls einem saisonalen Zyklus der Eisbewegung unterliegen, der mit dem saisonalen Zyklus der Oberflächenschmelze verbunden ist.“
„Dazu gehören Alpengletscher, hohe arktische Eiskappen und die Gletscher auf der antarktischen Halbinsel, die aufgrund des Klimawandels zunehmend saisonale Oberflächenschmelze verzeichnen.“
Mehr Informationen:
Ryan N. Ing et al., Minimal Impact of Late-Season Melt Events on Greenland Ice Sheet Annual Motion, Geophysikalische Forschungsbriefe (2024). DOI: 10.1029/2023GL106520
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