En un hallazgo que puede ayudar a los científicos a predecir mejor el aumento del nivel del mar en un mundo en calentamiento, Los investigadores de la Universidad de Brown han encontrado un factor subestimado que controla la velocidad a la que se derrite la capa de hielo de Groenlandia.

La investigación, publicado en la revista Avances de la ciencia , usó imágenes de satélite para rastrear el movimiento de la línea de nieve de la capa de hielo, la elevación por encima de la cual la superficie está cubierta de nieve, y debajo del cual se expone el hielo desnudo. El estudio mostró que la elevación de la línea de nieve variaba significativamente de un año a otro, y que su variación ejerció una influencia enorme sobre la cantidad de radiación solar que absorbió la capa de hielo. Los cambios en la elevación de la línea de nieve de un año a otro explicaron más de la mitad de la variabilidad anual de la radiación en la capa de hielo. el estudio encontró.

Por último, la cantidad de radiación que absorbe la capa de hielo determina hasta qué punto se derrite.

"Las personas que estudian los glaciares alpinos han reconocido la importancia de las líneas de nieve durante años, pero nadie los había estudiado explícitamente en Groenlandia antes, "dijo Laurence C. Smith, miembro visitante del Instituto de Brown para el Medio Ambiente y la Sociedad (IBES) y coautor del estudio. "Este estudio muestra por primera vez que esta simple división entre el hielo desnudo y la nieve es más importante cuando se trata de derretir que una gran cantidad de otros procesos que reciben más atención".

Los resultados tienen implicaciones importantes para predecir el aumento futuro del nivel del mar, dicen los investigadores. El agua de deshielo de la capa de hielo de Groenlandia contribuye en gran medida al nivel global del mar, y este estudio muestra que los modelos climáticos regionales utilizados para predecir la escorrentía futura a menudo predicen las líneas de nieve de manera inexacta.

"Descubrimos que los modelos no reproducen muy bien las líneas de nieve, lo que agrega incertidumbre a las proyecciones futuras, "dijo Jonathan C. Ryan, investigador postdoctoral en Brown y autor principal del estudio. "Pero ahora que hemos demostrado lo importante que es el efecto de la línea de nieve, y tener algunas observaciones directas de las posiciones de la línea de nieve, ojalá podamos mejorar estos modelos en el futuro ".

La razón por la que la línea de nieve es tan importante tiene que ver con la diferencia de reflectividad entre la capa de nieve y el hielo desnudo. La nieve es extremadamente brillante y refleja a la atmósfera la mayor parte de la luz solar que recibe. El hielo desnudo es mucho más oscuro y por lo tanto refleja menos radiación. En lugar de, se absorbe más radiación, que calienta el hielo y hace que se derrita. Estos procesos han sido bien entendidos por los científicos durante años. Lo que no se sabía era hasta qué punto se desarrollaban en la capa de hielo de Groenlandia, y hasta qué punto la migración de la línea de nieve podría regular el deshielo de un año a otro.

Ryan dice que primero tuvo una idea de lo importante que podría ser el movimiento de la línea de nieve mientras hacía trabajo de campo en la capa de hielo. Él y sus colegas estaban tratando de registrar las posiciones de la línea de nieve con drones aéreos. Cada día, volaron sus drones tierra adentro a través del hielo desnudo. Cuando llegaron a la línea de nieve, registraron la posición, dieron la vuelta a sus drones y volaron de regreso. En un momento durante la temporada de campo, tuvieron que dejar de volar durante unos días debido a los fuertes vientos. Cuando volvieron a volar encontraron algo sorprendente.

"De repente, la línea de nieve desapareció, "Dijo Ryan." En un par de días se había movido unos 30 kilómetros por la capa de hielo y ahora estaba fuera del alcance de nuestros drones. Ese fue el primer momento en que pensamos que deberíamos investigar los efectos del movimiento de la línea de nieve sobre el derretimiento ".

Para el estudio, Ryan y sus colegas utilizaron imágenes del instrumento MODIS, un espectrorradiómetro de imágenes que vuela a bordo del satélite Terra de la NASA. Pudieron obtener una serie temporal de posiciones de la línea de nieve desde 2001 hasta 2017. También pudieron medir la reflectividad tanto de la capa de nieve como del hielo desnudo.

Las imágenes confirmaron un movimiento sustancial de la línea de nieve de una temporada a otra y de un año a otro, alcanzando una elevación máxima en 2012. un año récord para el derretimiento de la capa de hielo. También hubo una diferencia sustancial en la reflectividad entre la nieve y el hielo. La nieve reflejó un promedio de alrededor del 79 por ciento de la radiación que la golpeó. El hielo, mientras tanto, reflejado sólo entre el 45 y el 57 por ciento. El movimiento de la línea de nieve combinado con las diferencias en la reflectividad significa que la posición de la línea de nieve juega un papel dominante en el control de la absorción de energía de la capa de hielo. Todo dicho, El 53 por ciento de la variabilidad de la radiación de un año a otro se puede explicar por la posición de la línea de nieve, los investigadores encontraron.

Esa cifra del 53 por ciento eclipsa otros factores que investigaron los investigadores. Por ejemplo, Los investigadores pensaron que los procesos que oscurecen el hielo desnudo ya oscuro con el tiempo jugarían un papel importante en el control de la absorción de energía. Agua estancada, las capas de suciedad y el crecimiento de algas pueden oscurecer el hielo desnudo, haciéndolo aún menos reflectante. El estudio encontró que esos factores marcaron una diferencia en la absorción de energía, pero no tanto como se había supuesto en investigaciones anteriores. Resultó que la posición de la línea de nieve tenía una influencia cinco veces mayor en la absorción de energía que el oscurecimiento del propio hielo desnudo.

"Es una sorpresa porque últimamente se ha trabajado mucho en estos procesos de oscurecimiento del hielo, ", Dijo Smith." Resulta que en este caso, nos faltaba el elefante en la habitación, que es la línea de nieve ".

Habiendo establecido la importancia de la línea de nieve en la absorción de energía y, en última instancia, en el derretimiento y la escorrentía, los investigadores querían ver si los modelos climáticos regionales capturaban correctamente el efecto de la línea de nieve. Eso es importante porque esos modelos se utilizan para predecir la escorrentía futura de la capa de hielo de Groenlandia.

Los investigadores encontraron que dos modelos líderes no logran capturar con precisión la elevación de la línea de nieve. Un modelo conocido como MAR, estableció límites de nieve demasiado altos y, por lo tanto, probablemente sobrestimó la escorrentía en años de alto deshielo. El otro modelo, conocido como RACMO, establecer las líneas de nieve demasiado bajas, lo que significa que probablemente subestima la escorrentía futura en un clima más cálido.

Dada la importancia de la posición de la línea de nieve como se revela en este estudio, los investigadores dicen que es importante que los modelos obtengan la línea de nieve correcta.

"Estamos colaborando ahora con los modeladores, proporcionándoles nuestras líneas de nieve observadas, ", Dijo Ryan." Eso les da algo de verdad fundamental que deberían poder usar para ajustar sus modelos. Ahora hay algo a lo que aspirar ".

El resultado de esas mejoras en el modelado de la línea de nieve, los investigadores dicen, serían pronósticos más precisos de las futuras contribuciones de Groenlandia al aumento del nivel del mar.