Satellietwaarnemingen van de polen

De verandering van het klimaat is vrijwel overal in de wereld wel op één of andere manier waar te nemen, maar de effecten zijn misschien wel het grootst in de cryosfeer. Wetenschappelijk onderzoek in het Noord- en het Zuidpoolgebied levert dan ook regelmatig interessante artikelen op (en dus ook stof voor ons blog). Satellietwaarnemingen zijn een belangrijke informatiebron voor deze onderzoeken. Dat blijkt weer eens uit drie recent verschenen artikelen.

Allereerst is er “Climate trends in the Arctic as observed from space” van Josefino Comiso en Dorothy Hall, dat zoveel informatie bevat, dat elke poging om het samen te vatten tot mislukken is gedoemd. Het artikel is open access, en het laat zien hoeveel er de afgelopen decennia is veranderd in Noordpoolgebied, en in welk schokkend tempo dat gaat. Zie bijvoorbeeld de afbeelding hieronder, met temperatuurgegevens.

Figuur 2 van Comiso en Hall, met: (a) trend van de oppervlaktetemperatuur in de periode augustus 1981 – november 2012; (b) vergelijking van de trend op wereldschaal (zwart) met die in het Noordpoolgebied (blauw en rood); (c) t/m (g) temperatuurverloop in diverse delen van het Noordpoolgebied

Dat satellieten niet alleen helpen om “the big picture” te schetsen, maar ook in kunnen zoomen op processen op relatief kleine schaal, laat een onderzoek van NASA (gevonden via Neven) zien. Waarschijnlijk heeft een ijsdam in de monding van de MacKenzie rivier, die vanuit de Canadese North West Territories naar de Beaufortzee stroomt, bijgedragen aan het record zeeijsminimum in 2012. Nadat die ijsdam in juni brak, stroomde een grote hoeveelheid relatief warm rivierwater de Beaufortzee in, waardoor de temperatuur sterk steeg en veel ijs kon smelten. Wanneer het rivierwater geleidelijk naar zee stroomt, kan de warmte zich beter verspreiden in het koudere zeewater, waardoor er minder ijs smelt. De vraag is in hoeverre meer warmte die via rivieren naar de Arctische Oceaan stroomt bijdraagt aan de afname van het zeeijs op lange termijn. Neven heeft de achtergrondinformatie; Slate heeft nog wat mooie “voor en na” satellietplaatjes.

Temperatuur van het zeeoppervlak voor en na het doorbreken van de ijsdam in de MacKenzie rivier

En dan is er nog een artikel over een polinia – ook wel wakvlakte genoemd: een grote open plek in het zeeijs – in de Weddellzee in het Zuidpoolgebied. Die polinia werd van 1974 tot 1976 gezien op satellietbeelden en daarna niet meer. Tot voor kort werd aangenomen dat het hier een zeldzaam natuurlijk verschijnsel betrof, maar Canadese en Amerikaanse onderzoekers twijfelen nu of het in het verleden zo zeldzaam was. Zij menen dat een toename van de hoeveelheid relatief koud en zoet water in de Arctische Oceaan, als gevolg van het smelten van landijs en toegenomen neerslag in het Zuidpoolgebied, een rol speelt bij het verdwijnen van de polinia. In het verleden zou warmer, zouter (en dus zwaarder) water in de Weddellzee aan de oppervlakte komen en daar het ijs doen smelten. Nu verhindert de grotere hoeveelheid lichter zoet water dat.

De polinia in de Weddellzee in september 1976

Het warmere, zoute water zou in de polinia warmte af kunnen staan aan de atmosfeer, en vervolgens naar de diepe oceaan zinken. Eerder onderzoek heeft laten zien dat er in de Arctische Oceaan minder koud water naar de bodem zinkt; het verdwijnen van de polinia kan dit deels verklaren. Het zou ook kunnen verklaren waarom de opwarming in het Zuidpoolgebied relatief beperkt is en de hoeveelheid zeeijs daar toeneemt: de warmte uit het diepere oceaanwater komt niet meer aan het oppervlak omdat er een “deksel” op ligt van kouder en zoeter water. Het is niet uit te sluiten dat er ook op grotere schaal effecten zijn, omdat naar de diepte zinkend, koud water bij de polen een belangrijke drijvende kracht is van de wereldwijde oceaancirculatie. Maar er zal nog het nodige onderzoek nodig zijn om uit te vinden of er daadwerkelijk merkbare gevolgen te verwachten zijn buiten het Zuidpoolgebied.