Hva er kryosfæren?
Kryosfæren er den frosne delen av jordens overflate. Dette inkluderer isbreer, snø, sjøis, ferskvannsis, permafrost, iskapper og isark. Kryosfæren spiller en viktig rolle i det globale klimaet ved å påvirke hydrologi, skyer, nedbør og sirkulasjon av atmosfæren og havene. Begrepet cryology refererer til vitenskapen om cryospheres og issmelting er tapet av kryosfæren (som reduksjon av det globale isinnholdet på grunn av global oppvarming).
Fysiske egenskaper av kryosfæren
Eksistensen av kryosfæren varierer mye, avhengig av sin spesifikke plassering rundt om i verden. For eksempel kan snø og ferskvann is eksistere kun gjennom vintersesongene mange steder, mens mange isbreer har blitt frosset i over 10,000 år. Antarktis er hjemsted for flertallet av det globale isvolumet, men den nordlige halvkule er hjemsted for det største kryosfæreområdet. Klimaforskere stole på målinger av kryosfæren for informasjon om globale klimaendringer.
Kryosfæren påvirker verdens klima gjennom tre forskjellige egenskaper: overflaterefleksjon, termisk diffusivitet og latent varme.
Overflate refleksjon
Mye av kryosfæren gjenspeiler solens solstråling; Denne reaksjonen er kjent som overflatereflektans. Overflate reflektering måles av forskjellen mellom reflektert og hendelse solstråling, kjent som albedo. Albedo er med andre ord den reflekterende kraften til en bestemt overflate. Noen av de høyeste prisene på albedo, mellom 80% og 90%, finnes i områder med helårsdekning.
I løpet av høsten og våren er prisene på albedo høyere i nærheten av polene. En del av denne økte reflektiviteten absorberes av skydekning, noe som er spesielt høy i de samme årstidene. April og mai ha de høyeste nivåene av solstråling i verdens snødekte områder og har dermed størst effekt på den globale radiative balansen.
Termisk diffusivitet
Termisk diffusivitet refererer til hastigheten der varme kan overføre gjennom en bestemt gjenstand. Det bestemmes ved å dele tetthet og varmekapasitet. I lekmannen er det også kjent som hvordan "kaldt til berøring" en bestemt gjenstand kan være. Varme reiser betydelig langsommere gjennom is og snø enn gjennom luft. Dette betyr at snø og ishjelp isolerer bakken og vannet under varmeoverføring. Varmet er enda tregere når snø og isdekselet når mellom 30 og 40 centimeter. Dette virker for å holde alt under snø og is litt varmere i vintermånedene og litt kjøligere i sommermånedene. Termisk diffusivitet spiller også en viktig rolle i klimaet.
Latent varme
Latent varme refererer til energi som slippes ut eller lagres under konstant temperaturforhold. For eksempel er den latente varme som er nødvendig for å smelte is relativt høy. Med andre ord, i kryosfæren, er latent varme energien som kreves for å endre tilstanden til vann (fra gass til væske til fast stoff). Oppvarming og kjøling av snø og isdekning bidrar til værendringer over hele kloden. Når vannet fordamper fra jordens overflate, blir det fuktighet i atmosfæren. For eksempel antas sommermonsonsongen i Eurasia skyldes kjøleegenskapene til snø og fuktig jord i løpet av våren.
Typer av kryosfære
Som tidligere nevnt refererer kryosfæren til alle frosne områder rundt om i verden. Dette inkluderer: snø, sjøis, ferskvannsis, frosne bakker og isbreer.
Snø
Snø er det nest største området av kryosfæren, som dekker over 18 millioner kvadratkilometer. Mesteparten av dette området ligger på den nordlige halvkule og varierer fra 17.9 millioner kvadratkilometer om vinteren til bare 1.46 millioner kvadratkilometer om sommeren. Nord-amerikansk snødekning har forblitt nesten den samme over flertallet av dette århundret til tross for økt vårtemperatur. Dette er imidlertid ikke tilfellet i Eurasia, hvor snødekningen har gått ned.
Smeltende fjell snø dekning bidrar mesteparten av vannet til bekker og grunnvann rundt om i verden. Dette bidrar til å forklare hvorfor fjellene utgjør omtrent 40% av globale beskyttede områder. Forskere forventer at globale klimaendringer påvirker nedbørsnivåene og mengden og tidspunktet for snøsmelte. Dette vil i sin tur påvirke verdensomspennende vannforvaltningsrutiner.
Sea Ice
Store deler av havet i nærheten av nord og sørpoler dekkes av is. På den sørlige halvkule, dekker isen is mellom 6.56 millioner kvadratkilometer og 7.7 millioner kvadratkilometer i september. I februar kan dette tallet synke til så lite som 1.15 millioner kvadratkilometer. Sesongvariasjonen er ikke så sterk på den nordlige halvkule. Havis i den arktiske regionen har vært jevnt redusert med omtrent 2.7% hvert 10 år fra 1978 til 1995. Fra 1978 til 2012 endres denne måling til en 3.8% reduksjon. Antarktis-regionen har imidlertid indikert en økning på rundt 1.3% hvert tiår.
Ferskvann is
Ferskvann is kan finnes i elver og innsjøer. Vanligvis er det en sesongmessig forekomst og ikke vanligvis funnet året rundt, som sjøis. Fordi denne isdekning forekommer per sesong og over et betydelig mindre område, er dens effekt på klimaet minimal. Rekord av årlig isdekning og oppbrudd kan imidlertid indikere endringer i det globale klimaet. Dette gjelder spesielt for innsjøis. Flodisbrudd er en mindre pålitelig kilde til klimaendringer, fordi den i stor grad påvirkes av både endringer i vannstrøm og omgivende temperaturer.
Frossen bakke
Frostmark inneholder områder med permafrost. På den nordlige halvkule dekker frosset jord et område på rundt 20.84 millioner kvadratkilometer. Områder med permafrost er ikke like lett målt, men estimater antyder at den dekker 20% av arealområdet på den nordlige halvkule.
På varmere årstider har dybden av frossen grunn blitt vist å påvirke både hydrologiske og geomorfe hendelser. Påvirkningen av permafrost har imidlertid ennå ikke blitt identifisert. Dette skyldes at permafrost består av både is og jord og bergarter ved frysende temperaturer. Temperaturen på Alaskan permafrost har økt med 2.4 ° C de siste tiårene.
isbreer
Isbreer og isark betraktes som en del av kryosfæren. Begge består av store ismasser som sitter på land. Disse ismassene smelter, blir tynnere og sprer seg bredere når de beveger seg over land. Omtrent 77% av verdens ferskvann finnes i isark. Vannet i isbreer og isark kan forbli frosset for mellom 100,000 og 1 millioner år.
Forskerne studerer fortsatt effekten av isbreer på globale klimaendringer. For tiden antas det at de har lite innflytelse over globale temperaturer. Imidlertid har isbreer smeltet ved økte hastigheter de siste tiårene. Estimater antyder at disse smeltebrettene og isarkene har bidratt mellom 20% og 33% av stigningen i havnivået i løpet av 50-tallet.
Som isbreer og islag når kystlinjer, har de en tendens til å bryte ut i havet. Denne handlingen refereres til som kalving. Kvelning antas å være ansvarlig for flertallet av massetap sett i isbreer. Grønlands isplate opplever for tiden betydelig tap, men det arktiske arket i Antarctic har vokst. Til tross for dette er forskerne fortsatt opptatt av at det vestlige Antarktis-iset vil kollapse i havet. Dens sammenbrudd vil føre til en stigning i havnivå mellom 19.68-føtter og 22.96-føtter, nok til å forårsake betydelig ødeleggelse av kystsamfunn over hele verden.
