(Chapman-Gletscher in Kanada. (NASA/METI/AIST/Japan Space Systems und US/Japan ASTER Science Team)) Die Gletscher der Erde schrumpfen, und in den letzten 20 Jahren hat sich die Schrumpfungsrate stetig beschleunigt, so eine neue Studie über fast alle Gletscher auf dem Planeten.
Gletscher verlieren dadurch meist an Masse Eis schmelzen, aber sie schrumpfen auch aufgrund anderer Prozesse, wie etwa der Sublimation, bei der Wasser direkt aus dem Eis verdunstet, und dem Kalben, bei dem große Eisbrocken vom Rand eines Gletschers abbrechen. nach Angaben der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).
Indem Wissenschaftler verfolgen, wie schnell die Gletscher schrumpfen, können sie besser vorhersagen, wie schnell der Meeresspiegel ansteigen wird, insbesondere wenn Klimawandel treibt die durchschnittlichen globalen Temperaturen in die Höhe.
Aber es kann bekanntermaßen schwierig sein, die Geschwindigkeit des Gletscherschwunds abzuschätzen. Frühere Schätzungen stützten sich auf Feldstudien von nur einigen hundert der mehr als 200.000 Gletscher Erde , sowie spärliche Satellitendaten mit begrenzter Auflösung, stellten die Autoren in ihrer neuen Studie fest, die am Mittwoch (28. April) in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Natur .
Einige dieser Satellitendaten erfassten Änderungen der Oberflächenhöhe, erfassten jedoch nur wenige Orte und zu spärlichen Zeitpunkten.
Andere Satelliten stellten leichte Verschiebungen im Gravitationsfeld der Erde fest, konnten jedoch nicht entschlüsseln, inwieweit die Gletscherschrumpfung zu diesen Verschiebungen beitrug, im Gegensatz beispielsweise zu Massenveränderungen in Eisschilden oder fester Erde.
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Um eine genauere Schätzung zu erhalten, nutzte das Team unzählige Satelliten- und Luftbilder, um 217.175 Gletscher zu untersuchen, was fast alle Gletscher der Erde ausmacht.
Insbesondere ein 20-jähriges Archiv mit Bildern des Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) der NASA, einem hochauflösenden Sensor an Bord der Terra Satellit , versorgte das Team mit einer Fülle von Daten und ermöglichte es ihnen, sicherere Schätzungen des Gletschermassenverlusts im Laufe der Zeit vorzunehmen.
„Wir verfügen nicht nur über die vollständige räumliche Abdeckung aller Gletscher, sondern auch über wiederholte zeitliche Stichproben“, das heißt über Messungen zu vielen Zeitpunkten, sagte Erstautor Romain Hugonnet, Doktorand an der Universität Toulouse in Frankreich und am Labor für Hydraulik , Hydrologie und Glaziologie (VAW) an der ETH Zürich in der Schweiz.
Das Team stellte fest, dass Gletscher zwischen 2000 und 2019 insgesamt durchschnittlich 293,7 Milliarden Tonnen (267 Milliarden Tonnen) Masse pro Jahr verloren, also 17,6 Milliarden Tonnen (16 Milliarden Tonnen). Dies sei für etwa 21 Prozent des in diesem Zeitraum beobachteten Anstiegs des Meeresspiegels verantwortlich, stellten die Autoren fest.
Regionale und globale Massenänderungsraten mit Zeitreihen der mittleren Oberflächenhöhenänderungsraten für Gletscher. ( Hugonnet et al., Nature, 2021. )
Und in jedem Jahrzehnt seit 2000 hat sich die Gesamtrate des Gletschermassenverlusts beschleunigt und ist um etwa 52,8 Milliarden Tonnen (48 Milliarden Tonnen) pro Jahr gestiegen, was für eine beobachtete Beschleunigung des Meeresspiegelanstiegs verantwortlich sein könnte.
Diese Schätzungen verringern die Unsicherheit darüber, wie viel Masse die Gletscher in den letzten Jahrzehnten verloren haben, erheblich, sagte Hugonnet.
Zum Beispiel, der neueste Bericht des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen (IPCC) und eine aktuelle globale Studie, die 2019 in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Natur , beide berechneten Massenverlustschätzungen im gleichen Maßstab wie die neue Studie; aber ihre Fehlermargen betrugen auf beiden Seiten mehrere hundert Gigatonnen.
Hugonnet und sein Team konnten diese Unsicherheit durch die Nutzung der ASTER-Daten deutlich reduzieren.
ASTER erfasst Bilder im sichtbaren und nahen Infrarotspektrum, „also fast das, was wir mit unseren eigenen Augen sehen“, sagte Hugonnet.
Weil der Sensor umkreist Erde Ungefähr 438 Meilen (750 Kilometer) über der Oberfläche des Planeten kann es Bilder derselben Orte aus mehreren Winkeln aufnehmen: einmal, während es direkt über einen Punkt hinwegfliegt, und einmal, als ob es von dort, wo es aufgenommen wurde, „zurückblickt“.
Die beiden Schnappschüsse können dann verwendet werden, um die 3D-Topographie der Erdoberfläche und in diesem Fall die 3D-Struktur der Gletscher auf dem Planeten zu rekonstruieren. Hugonnet und sein Team quantifizierten diese Volumenänderungen und multiplizierten diese dann mit der Dichte des Gletschereises, um zu bestimmen, wie viel Masse die Gletscher verloren hatten.
Die Gruppe überprüfte ihre Arbeit außerdem noch einmal anhand von Daten der NASA-Kampagnen Ice, Cloud, and Land Elevation Satellite (ICESat) und Operation IceBridge, einem NASA-Projekt, bei dem eine Flotte von Forschungsflugzeugen das Polareis der Erde untersucht.
Diese zusätzlichen Daten bestätigten, dass die ASTER-Bilder im Allgemeinen mit anderen verfügbaren Daten aus demselben Zeitraum übereinstimmten, und sie halfen dem Team auch, statistische „Rauschen“ in den ASTER-Daten zu korrigieren.
Mit diesen Methoden habe das Team eine ziemlich sichere Schätzung berechnet, es bestehe jedoch noch eine gewisse Unsicherheit, sagte Hugonnet.
„Das Problem mit Gletschern ist, dass wir nicht nur Eis verlieren, sondern auch Firn“, eine Art teilweise verdichteter Schnee, der normalerweise auf Gletschern zu finden ist, sagte er. Die aktuelle Studie habe bei der Schätzung des Massenverlusts nicht zwischen Firn und Eis unterschieden, „daher ist es derzeit unsere größte Unsicherheitsquelle“, wenn es darum geht, eine genaue Rate festzulegen, sagte Hugonnet.
Darüber hinaus stellte das Team fest, dass nicht alle Gletscher der Erde im gleichen Maße an Masse verloren. „Was noch interessanter und etwas überraschender war, war zu sehen, dass einige Regionen langsamer und andere schneller wurden“, sagte Hugonnet.
Beispielsweise stieg der Massenverlust von Gletschern in Alaska und Westkanada im Untersuchungszeitraum deutlich an, während sich der Verlust von Gletschern in Island, Skandinavien und Südostgrönland zwischen Anfang der 2000er und Ende der 2010er Jahre verlangsamte.
Bei der näheren Betrachtung dieser Regionen stellten die Autoren fest, dass regionale Klimabedingungen, insbesondere langfristige Schwankungen von Niederschlag und Temperatur, zur Erklärung dieser starken Unterschiede beitrugen.
Während Island, Skandinavien und Grönland im zweiten Jahrzehnt des 21. Jahrhunderts in ein Jahrzehnt relativ kühler, feuchter Bedingungen eintraten, trat im Nordwesten Nordamerikas eine relativ trockene Periode ein, was bedeutete, dass die Gletscher letztendlich mehr Eis verloren, als sie Schnee gewannen.
„Wir haben diese Schwankungen, die es in einigen Regionen gibt und die manchmal etwa ein Jahrzehnt andauern können“, sagte Hugonnet.
„Deshalb benötigen wir auch solche weltweit vollständigen Beobachtungssätze, wie wir sie bereitgestellt haben“, bemerkte er.
Die Verfolgung des durchschnittlichen Gletschermassenverlusts auf globaler Ebene kann Wissenschaftlern dabei helfen, den globalen Anstieg des Meeresspiegels vorherzusagen. Aber auf lokaler Ebene kann der Gletschermassenverlust die umliegenden Gewässer und die Verfügbarkeit von Wasserressourcen drastisch verändern und Katastrophen wie Lawinen und verheerende Frühjahrsüberschwemmungen auslösen, sagte Hugonnet.
Daher ist es wichtig, sowohl das Gesamtbild als auch die feinen Details einzufangen.
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