Die Kryosphäre der Erde schrumpft pro Jahr um 33,000 Quadratmeilen (87,000 Quadratkilometer).
Das bedeutet, dass alle Gebiete mit gefrorenem Wasser und Boden auf der Erde aufgrund des Klimawandels zwischen 1979 und 2016 im Durchschnitt pro Jahr um etwa die Größe des Lake Superior geschrumpft sind.
Die Ergebnisse stammen aus der ersten globalen Bewertung des Ausmaßes von Schnee, Eisbedeckung und gefrorenem Boden auf der Erdoberfläche, einem kritischen Faktor bei der Kühlung des Planeten durch reflektiertes Sonnenlicht und seiner Reaktion auf steigende Temperaturen.
„Trotz häufiger Berichte über eine ‚schrumpfende‘ Kryosphäre konzentrierten sich frühere Schätzungen nur auf einzelne Variablen, wie die Meereisfläche oder Schneedecke Umfang“, sagt Oliver Frauenfeld, außerordentlicher Professor und Klimatologe am Geographie-Department der Texas A&M University.
„Niemand hatte versucht, eine globale Schätzung der Kryosphäre als Ganzes zu erstellen und das Ausmaß ihres Rückgangs zu quantifizieren. Unsere Aufzeichnungen über die Kryosphärenausdehnung können als nützlicher Indikator für den Klimawandel dienen, ähnlich wie andere Vitalparameter wie die globale Temperatur oder der Meeresspiegel.“
Die Ausdehnung des mit gefrorenem Wasser bedeckten Landes ist ebenso wichtig wie seine Masse, da die strahlend weiße Oberfläche das Sonnenlicht so effektiv reflektiert und den Planeten kühlt. Veränderungen der Größe oder Lage von Eis und Schnee können die Lufttemperaturen verändern, den Meeresspiegel verändern und sogar die Meeresströmungen weltweit beeinflussen.
„Die Kryosphäre ist eine der empfindlichsten Klimaindikatoren und der erste, der eine sich verändernde Welt demonstriert“, sagt Xiaoqing Peng, ein physikalischer Geograph an der Universität Lanzhou und Erstautor des Artikels in Die Zukunft der Erde. „Seine Größenänderung stellt eine große globale Veränderung dar und kein regionales oder lokales Problem.“
Mehr als saisonale Schrumpfung
Die Kryosphäre enthält fast drei Viertel des Süßwassers der Erde, und in einigen Bergregionen bedrohen schwindende Gletscher die Trinkwasserversorgung. Viele Wissenschaftler haben schrumpfende Eisschilde, schwindende Schneedecke und den Verlust von arktischem Meereis einzeln aufgrund des Klimawandels dokumentiert. Aber keine frühere Studie hat die gesamte Ausdehnung der Kryosphäre über der Erdoberfläche und ihre Reaktion auf steigende Temperaturen berücksichtigt.
Peng und seine Co-Autoren von der Lanzhou University berechneten die tägliche Ausdehnung der Kryosphäre und bildeten den Durchschnitt dieser Werte, um jährliche Schätzungen zu erstellen. Während die Ausdehnung der Kryosphäre mit den Jahreszeiten wächst und schrumpft, stellten sie fest, dass die durchschnittliche Fläche der Kryosphäre der Erde seit 1979 insgesamt geschrumpft ist, was mit steigenden Lufttemperaturen korreliert.
Die Schrumpfung fand hauptsächlich auf der nördlichen Hemisphäre statt, mit einem Verlust von etwa 102,000 Quadratkilometern (etwa 39,300 Quadratmeilen) oder etwa der Hälfte der Größe von Kansas pro Jahr. Diese Verluste werden leicht durch das Wachstum auf der südlichen Hemisphäre ausgeglichen, wo sich die Kryosphäre jährlich um etwa 14,000 Quadratkilometer (5,400 Quadratmeilen) ausdehnt.
Dieses Wachstum fand hauptsächlich im Meereis im Rossmeer um die Antarktis statt, wahrscheinlich aufgrund von Wind- und Meeresströmungen und der Zugabe von Kälte Schmelzwasser von antarktischen Eisschilden.
Kryosphäre für weniger Zeit eingefroren
Die Schätzungen zeigten, dass nicht nur die globale Kryosphäre schrumpfte, sondern dass viele Regionen für kürzere Zeit eingefroren blieben. Der durchschnittliche erste Frosttag tritt jetzt etwa 3.6 Tage später auf als 1979, und das Eis taut etwa 5.7 Tage früher auf.
„Diese Art von Analyse ist eine schöne Idee für einen globalen Index oder Indikator für den Klimawandel“, sagt Shawn Marshall, Glaziologe an der University of Calgary, der nicht an der Studie beteiligt war. Er denkt, dass ein natürlicher nächster Schritt wäre, diese Daten zu verwenden, um zu untersuchen, wann Eis- und Schneebedeckung der Erde ihre höchste Helligkeit verleihen, um zu sehen, wie sich Veränderungen der Albedo auf saisonaler oder monatlicher Basis auf das Klima auswirken und wie sich dies im Laufe der Zeit ändert.
Um ihre globale Abschätzung der Ausdehnung der Kryosphäre zusammenzustellen, teilten die Autoren die Oberfläche des Planeten in ein Rastersystem ein. Sie nutzten vorhandene Datensätze zur globalen Meereisausdehnung, Schneebedeckung und gefrorenem Boden, um jede Zelle im Gitter als Teil der Kryosphäre zu klassifizieren, wenn sie mindestens eine der drei Komponenten enthielt. Dann schätzten sie die Ausdehnung der Kryosphäre auf täglicher, monatlicher und jährlicher Basis und untersuchten, wie sie sich in den 37 Jahren ihrer Studie verändert hat.
„Diese Abschätzung der Kryosphärenausdehnung ist ein wichtiger erster Schritt“, sagt Frauenfeld. „Noch besser wäre eine ähnliche Aufzeichnung des Kryosphärenvolumens, da wir die Kryosphärenvariabilität mit anderen Auswirkungen des Klimawandels wie dem Anstieg des Meeresspiegels in Verbindung bringen könnten. Leider haben wir derzeit nicht genügend gute Beobachtungen für alle Teile der Welt, um belastbare Schätzungen des Kryosphärenvolumens zu entwickeln.“
Die Autoren sagen, dass der globale Datensatz nun verwendet werden kann, um die Auswirkungen des Klimawandels auf die Kryosphäre weiter zu untersuchen und wie sich diese Veränderungen auf Ökosysteme, den Kohlenstoffaustausch und den Zeitpunkt des Lebenszyklus von Pflanzen und Tieren auswirken.
Quelle: Mariam Moeen für Texas A & M Universität
