La criosfera e le osservazioni sulle sue fluttuazioni

La criosfera è il termine usato per indicare i componenti del sistema Terra che contengono una importante frazione di acqua allo stato solido ( Tabella nella pagina). La criosfera comprende diversi componenti: neve, fiumi e laghi ghiacciati; ghiaccio marino; calotte glaciali; calotte glaciali di acqua dolce galleggianti sul mare, ghiacciai e terreno ghiacciato che esiste, sia a terra sia sotto gli oceani.

La durata di ciascun componente è molto diversa.
Fiumi e laghi ghiacciati, per esempio, sono in genere transitori, non sopravvivono dall'inverno all'estate; il ghiaccio marino avanza e si ritira con le stagioni, ma soprattutto nell'Artico può sopravvivere e diventare ghiaccio pluriennale della durata di diversi anni.

Lo strato di ghiaccio dell'Antartide orientale, d'altra parte, si crede sia diventato relativamente stabile intorno ai 14 milioni di anni fa ( Barrett, 2013).

Tuttavia, tutti i componenti della criosfera sono intrinsecamente sensibili alle variazioni di temperatura dell'aria e delle precipitazioni, e quindi sono intrinsecamente sensibili ai cambiamenti climatici.
Cambiamenti nelle componenti più longeve della criosfera (ad esempio, i ghiacciai) sono il risultato di una risposta complessiva al clima, e la criosfera è spesso indicata come un 'termometro naturale'.

Meglio ancora, la criosfera andrebbe considerata come un naturale misuratore del clima (climate-meter) sensibile non solo alla temperatura ma anche ad altre variabili climatiche (ad esempio, le precipitazioni).

È così importante che noi comprendiamo il contesto del cambiamento corrente all'interno del quadro dei cambiamenti passati e della variabilità naturale.
La criosfera, tuttavia, non è semplicemente un indicatore passivo dei cambiamenti climatici; le variazioni di ogni componente della criosfera hanno un significativo e duraturo impatto sui sistemi fisici, biologici e sociali.

Calotte glaciali galleggianti e ghiacciai esercitano un controllo importante sul livello del mare, perdita di ghiaccio da questi sistemi può influenzare la circolazione globale nell'oceano e gli ecosistemi marini, e la perdita dei ghiacciai vicino ad aree popolate così come la modifica del manto nevoso stagionale possono avere impatti diretti sulle risorse idriche e il turismo.
Allo stesso modo, la ridotta estensione del ghiaccio marino ha modificato, e in futuro potrebbe continuare a modificare, la circolazione oceanica, la produttività dell'oceano e il clima regionale e avrà impatti diretti sul trasporto e l'esplorazione di minerali e petrolio in queste aree.

Inoltre, i cambiamenti nel terreno ghiacciato (in particolare, permafrost ricco di ghiaccio ) potranno danneggiare alcune regioni artiche più vulnerabile, e potrebbero alterare in modo sostanziale il bilancio del carbonio attraverso il rilascio di metano dai terreni nell'atmosfera (incrementando l'effetto serra).
Le tecnologie satellitari consentono ora migliori previsioni dei cambiamenti regionali e temporali del volume e la massa delle calotte glaciali. Le più lunghe serie temporali ora disponibili consentono una più accurata valutazione delle tendenze e delle anomalie nella copertura del ghiaccio marino e la rapida identificazione di eventi insoliti, come il drastico calo dell'estensione del ghiaccio marino artico nel 2007 e nel 2012.

Allo stesso modo, lo spessore del ghiaccio artico del mare può essere stimato utilizzando l'altimetria satellitare, consentendo misure di variazioni di volume e massa.

Infine, le fluttuazioni della criosfera nel passato, lontano e recente, sono state mappate con maggiori certezze, dimostrando il potenziale di una rapida perdita di ghiaccio, rispetto al lento recupero, soprattutto quando queste variazioni sono legate all'innalzamento del livello del mare.

Fonte: capitolo 4 relazione finale IPCC 2014 – originale scaricabile

I ghiacci in Antartide - settembre 2012

Fonte: capitolo 4 relazione finale IPCC 2014 – originale scaricabile

Il contorno circolare giallo mostra la massima estensione del ghiaccio marino nel periodo 1979 - 2012

Come sta cambiando il ghiaccio marino nell'Artico e in Antartide?

Il ghiaccio marino che copre l'Oceano Artico e l'Oceano Meridionale intorno all'Antartide hanno caratteristiche molto diverse e stanno mostrando diversi cambiamenti nel tempo.

Lo spessore medio invernale di ghiaccio marino dell'Oceano Artico si è assottigliato di circa 1,8 m tra il 1978 e il 2008, e il volume totale ( massa ) del ghiaccio marino artico è diminuito in tutti i periodi dell'anno.

Al contrario, nello stesso periodo di 34 anni, l'estensione totale di ghiaccio marino antartico mostra un piccolo incremento del 1,5 % per decennio, ma ci sono forti differenze regionali nei cambiamenti intorno all'Antartide.

Le misurazioni dello spessore del ghiaccio marino antartico sono troppo poche per essere in grado di giudicare se il volume totale ( di massa) è in diminuzione, stabile o in aumento.

Dal 1979, la portata media annua di ghiaccio nell'Artico è diminuito del 3,8 % per decennio. Il calo in estensione alla fine dell'estate ( a fine settembre ) è stato ancora maggiore all' 11% per decennio, raggiungendo un minimo nel 2012.
Diversamente dall'Artico, la copertura di ghiaccio marino intorno all'Antartide è costretto a latitudini nord di 78 ° S a causa della presenza della massa continentale. La copertura di ghiaccio marino antartico è in gran parte stagionale, con uno spessore medio di solo ~ 1 m al momento della massima estensione in settembre. Solo una piccola frazione del ghiaccio sopravvive d'estate, con un minimo nel mese di febbraio, e molto poco ghiaccio marino antartico è più vecchio di 2 anni.

Il bordo ghiacciato è esposto all'oceano aperto e il tasso di nevicate sopra il ghiaccio marino antartico è superiore a quello della regione artica.

La conseguenza delle variazioni delle precipitazioni sullo spessore del ghiaccio marino antartico e sul suo volume è un punto di attenzione per la ricerca .
Non vincolati da confini terrestri, l'estensione latitudinale della copertura di ghiaccio marino antartico è molto variabile. Vicino alla costa antartica, la deriva del ghiaccio marino è prevalentemente da est a ovest, ma più a nord, è da ovest a est e altamente divergente.
Sulla base delle misure satellitari degli ultimi 34 anni, la misura annua del ghiaccio marino in Antartide è aumentata a circa il 1,5% per decennio.

Tuttavia, ci sono differenze regionali nelle tendenze, con diminuzioni osservate nei mari di Bellingshausen e Amundsen, ma con un maggiore incremento del ghiaccio nel Mare di Ross.

Se il più piccolo aumento complessivo in Antartide dell'estensione del ghiaccio marino sia significativo come indicatore del clima è incerto perché la misura varia molto da un anno all'altro e da un posto all'altro in tutto il continente. I risultati di un recente studio suggeriscono che queste tendenze contrastanti nella copertura di ghiaccio potrebbero essere dovute a variazioni in velocità del vento regionale.

Senza altre osservazioni sulle variazioni dello spessore e del volume del ghiaccio, è difficile capire come la copertura del ghiaccio marino antartico stia rispondendo al cambiamento climatico, o quali parametri climatici siano più influenti.
Ci sono grandi differenze tra l'ambiente fisico e i processi che interessano lo stato della copertura di ghiaccio del mare Artico e Antartico e che contribuiscono alle loro differenti risposte ai cambiamenti climatici. La lunga e ininterrotta serie di osservazioni satellitari hanno fornito un quadro chiaro del declino della copertura del ghiaccio marino artico, ma i dati disponibili ci impediscono dal fare chiare dichiarazioni sui cambiamenti globali nel ghiaccio marino antartico.

Fonte: capitolo 4 relazione finale IPCC 2014 – originale scaricabile