Wat is de cryosfeer?
De cryosfeer is het bevroren deel van het aardoppervlak. Dit omvat gletsjers, sneeuw, zee-ijs, zoetwaterijs, permafrost, ijskappen en ijskappen. De cryosfeer speelt een belangrijke rol in het globale klimaat door hydrologie, wolken, neerslag en circulatie van de atmosfeer en de oceanen te beïnvloeden. De voorwaarde crieologie verwijst naar de wetenschap van cryospheres en deglaciatie is het verlies van de cryosfeer (zoals de vermindering van het wereldwijde ijsgehalte als gevolg van de opwarming van de aarde).
Fysieke eigenschappen van de cryosfeer
Het bestaan van de cryosfeer varieert sterk afhankelijk van de specifieke locatie in de wereld. Sneeuw- en zoetwaterijs kunnen bijvoorbeeld op veel plaatsen alleen in de winter seizoenen voorkomen, terwijl veel gletsjers al meer dan 10,000 jaren zijn bevroren. Antarctica is de thuisbasis van het grootste deel van het wereldwijde ijsvolume, maar het noordelijk halfrond herbergt het grootste cryosfeergebied. Klimaatonderzoekers vertrouwen op metingen van de cryosfeer voor informatie over de wereldwijde klimaatverandering.
De cryosfeer beïnvloedt het klimaat in de wereld via drie verschillende eigenschappen: oppervlaktereflectie, thermische diffusie en latente warmte.
Oppervlaktereflectie
Een groot deel van de cryosfeer reflecteert de zonnestraling van de zon; deze reactie is bekend als oppervlaktereflectie. Oppervlaktereflectie wordt gemeten door het verschil tussen gereflecteerde en invallende zonnestraling, bekend als albedo. Met andere woorden, albedo is de reflecterende kracht van een bepaald oppervlak. Enkele van de hoogste snelheden van albedo, tussen 80% en 90%, zijn te vinden in gebieden met sneeuwdekking het hele jaar door.
Tijdens de herfst en het voorjaar zijn de snelheden van albedo hoger bij de polen. Een deel van deze verhoogde reflectiviteit wordt geabsorbeerd door bewolking, wat bijzonder hoog is tijdens dezelfde seizoenen. April en mei hebben de hoogste niveaus van zonnestraling in 's werelds besneeuwde gebieden en hebben daarom het grootste effect op de wereldwijde stralingsbalans.
Thermische diffusie
Thermische diffusiviteit verwijst naar de snelheid waarmee warmte door een bepaald object kan worden overgedragen. Het wordt bepaald door dichtheid en warmtecapaciteit te delen. In termen van leken is het ook bekend als "koud aanvoelend" een bepaald object. Warmte gaat aanzienlijk trager door ijs en sneeuw dan door de lucht. Dit betekent dat sneeuw en ijs helpen de grond en het water te isoleren tegen warmteoverdracht. De warmte is zelfs langzamer wanneer de sneeuw en ijslaag tussen 30 en 40 centimeters reikt. Dit werkt om alles onder de sneeuw en het ijs enigszins warmer te houden tijdens de wintermaanden en iets koeler tijdens de zomermaanden. Thermische diffusie speelt ook een belangrijke rol in het klimaat.
Latente warmte
Latente warmte verwijst naar energie die wordt afgegeven of opgeslagen onder omstandigheden met een constante temperatuur. De latente warmte die nodig is om ijs te smelten is bijvoorbeeld relatief hoog. Met andere woorden, in de cryosfeer is latente warmte de energie die nodig is om de toestand van water te veranderen (van gas in vloeistof naar vast). De verwarming en koeling van sneeuw en ijs dekking draagt bij aan weersveranderingen over de hele wereld. Terwijl water verdampt uit het aardoppervlak, wordt het vocht in de atmosfeer. Het zomerse moessonseizoen in Eurazië wordt bijvoorbeeld veroorzaakt door de koelingskarakteristieken van sneeuw en vochtige grond in de lente.
Soorten cryosfeer
Zoals eerder vermeld, verwijst de cryosfeer naar alle bevroren gebieden over de hele wereld. Dit omvat: sneeuw, zee-ijs, zoetwaterijs, bevroren grond en gletsjers.
sneeuw
Sneeuw vormt het op één na grootste gebied van de cryosfeer, met een oppervlakte van meer dan X miljoen miljoen vierkante mijl. Het grootste deel van dit gebied bevindt zich op het noordelijk halfrond en varieert van 18 miljoen vierkante mijl in de winter tot slechts 17.9 miljoen vierkante mijl in de zomer. De sneeuwdekking in Noord-Amerika is tijdens het grootste deel van deze eeuw vrijwel gelijk gebleven ondanks de hogere lentetemperatuur. Dit is echter niet het geval in Eurazië, waar de sneeuwdekking is afgenomen.
Smeltende sneeuwdekking in de bergen draagt het meeste water bij aan beken en grondwater over de hele wereld. Dit helpt verklaren waarom bergen ongeveer 40% van de wereldwijd beschermde gebieden vormen. Onderzoekers verwachten dat de wereldwijde klimaatverandering van invloed is op neerslagniveaus en de hoeveelheid en timing van gesmolten sneeuw. Dit heeft weer invloed op de wereldwijde procedures voor waterbeheer.
Sea Ice
Grote delen van de oceaan bij de noord- en zuidpolen zijn bedekt met ijs. Op het zuidelijk halfrond dekt het zee-ijs tussen 6.56 miljoen vierkante mijl en 7.7 miljoen vierkante mijl in september. In februari kan dit aantal dalen tot slechts 1.15 miljoen vierkante mijl. De seizoensgebonden variatie is niet zo sterk op het noordelijk halfrond. Zee-ijs in het Noordpoolgebied is bij elke 2.7-jaren van 10 naar 1978 gestaag afgenomen met ongeveer 1995%. Van 1978 tot 2012 verandert die meting naar een afname van 3.8%. De Antarctische regio heeft echter elk jaar een toename van ongeveer 1.3% aangegeven.
Zoetwaterijs
Zoetwaterijs is te vinden in rivieren en meren. Doorgaans is het een seizoensgebonden verschijnsel en wordt het meestal niet het hele jaar door gevonden, zoals zee-ijs. Omdat deze ijsdekking per seizoen en over een aanzienlijk kleiner gebied plaatsvindt, is het effect op het klimaat minimaal. Verslagen van de jaarlijkse ijsdekking en uiteenvallen kunnen echter wijzen op veranderingen in het wereldwijde klimaat. Dit geldt met name voor het ijs van het meer. Het uiteenvallen van het rivierijs is een minder betrouwbare bron van informatie over klimaatverandering omdat het grotendeels wordt beïnvloed door zowel veranderingen in de waterstroming als de omgevingstemperatuur.
Bevroren grond
Bevroren grond omvat gebieden met permafrost. Op het noordelijk halfrond heeft bevroren grond een oppervlakte van ongeveer 20.84 miljoen vierkante mijlen. Oppervlakten van permafrost worden niet zo gemakkelijk gemeten, maar schattingen suggereren dat het 20% van het landoppervlak op het noordelijk halfrond bedekt.
In warmere seizoenen is aangetoond dat de diepte van bevroren grond zowel hydrologische als geomorfologische gebeurtenissen beïnvloedt. De invloed van permafrost moet echter nog worden geïdentificeerd. Dit komt omdat permafrost bestaat uit ijs en aarde en rotsen bij vriestemperaturen. De temperatuur van de permafrost in Alaska is de afgelopen decennia met 2.4 ° C gestegen.
Gletsjers
Gletsjers en ijskappen worden beschouwd als onderdeel van de cryosfeer. Beide bestaan uit grote ijsmassa's die bovenop het land zitten. Deze ijsmassa's smelten, worden dunner en verspreiden zich breder naarmate ze over land bewegen. Ongeveer 77% van het zoetwater in de wereld is te vinden in ijskappen. Het water in gletsjers en ijskappen kan bevroren blijven tussen 100,000 en 1 miljoen jaar.
Onderzoekers bestuderen nog steeds de effecten van gletsjers op de wereldwijde klimaatverandering. Momenteel wordt aangenomen dat ze weinig invloed hebben op de wereldwijde temperaturen. De gletsjers smelten de laatste decennia echter met verhoogde snelheden. Schattingen suggereren dat deze smeltende gletsjers en ijskappen tijdens de 20-eeuw hebben bijgedragen tot een stijging van 33% tot 50% van de zeespiegelstijging.
Als gletsjers en ijskappen de kust bereiken, hebben ze de neiging om af te breken in de oceaan. Deze actie wordt kalving genoemd. Afkalven wordt verondersteld verantwoordelijk te zijn voor het grootste deel van het massale verlies dat wordt waargenomen in gletsjers en ijskappen. De ijskap van Groenland ondervindt momenteel aanzienlijk verlies, maar de Antarctische ijskap groeit. Desondanks blijven wetenschappers zich zorgen maken dat de ijskap van West Antarctica in de oceaan zal instorten. Het instorten ervan zou resulteren in een zeespiegelstijging tussen 19.68-poten en 22.96-poten, genoeg om aanzienlijke vernietiging van kustgemeenschappen over de hele wereld te veroorzaken.
