Kaj je kriosfera?

Kriosfera je zamrznjeni del Zemljine površine. To vključuje ledenike, sneg, morski led, sladkovodni led, permafrost, ledene kape in ledene plošče. Kriosfera igra pomembno vlogo v svetovnem podnebju z vplivanjem na hidrologijo, oblake, padavine in kroženje atmosfere in oceanov. Izraz kriologija se nanaša na znanost o kriosferah in deglacijacija je izguba kriosfere (kot je zmanjšanje globalne ledene vsebine zaradi globalnega segrevanja).

Fizične lastnosti kriosfere

Obstoj kriosfere je zelo različen, odvisno od njegove specifične lokacije po svetu. Na primer, sneg in sladkovodni led lahko obstajajo le skozi zimske sezone v mnogih krajih, medtem ko je več ledenikov zamrznjenih več kot 10.000 let. Antarktika je dom večine svetovnega volumna ledu, vendar je na severni polobli največje območje kriosfere. Raziskovalci na področju podnebja se zanašajo na meritve kriosfere za informacije o globalnih podnebnih spremembah.

Kriosfera vpliva na svetovno podnebje s tremi različnimi lastnostmi: površinsko odbojnostjo, toplotno difuzivnostjo in latentno toploto.

Refleksija površine

Večina kriosfere odraža sončno sončno sevanje; ta reakcija je znana kot površinska odbojnost. Površinska odbojnost se meri z razliko med reflektiranim in vpadnim sončnim sevanjem, znanim kot albedo. Z drugimi besedami, albedo je odsevna moč določene površine. Nekatere najvišje stopnje albeda, med 80% in 90%, se nahajajo na območjih s pokritostjo s snegom skozi celo leto.

V jeseni in spomladi so stopnje albeda višje pri polih. Nekatere od teh povečanih odbojnosti absorbira pokritost z oblaki, ki je v teh istih letnih časih še posebej visoka. April in maj imata najvišjo stopnjo sončnega sevanja v snežnih območjih na svetu in zato imata največji vpliv na globalno sevalno ravnovesje.

Toplotna difuzivnost

Toplotna difuzivnost se nanaša na hitrost prenosa toplote skozi določen objekt. Določi se z delitvijo gostote in toplotne zmogljivosti. V laičnem smislu je znano tudi, kako je lahko »hladen na dotik« določen predmet. Toplota potuje precej počasneje skozi led in sneg kot skozi zrak. To pomeni, da sneg in led pomagata izolirati zemljo in vodo pod prehodom toplote. Toplota je še počasnejša, ko snežni in ledeni pokrov doseže med 30 in 40 centimetrov. S tem se ohranja vse pod snegom in ledom nekoliko toplejše v zimskih mesecih in nekoliko hladnejše v poletnih mesecih. Tudi toplotna difuzivnost igra pomembno vlogo v podnebju.

Latentna toplota

Latentna toplota se nanaša na energijo, ki se sprosti ali shrani v pogojih konstantne temperature. Na primer, latentna toplota, potrebna za taljenje ledu, je relativno visoka. Z drugimi besedami, v kriosferi je latentna toplota energija, ki je potrebna za spremembo stanja vode (od plina do tekočine do trdne snovi). Ogrevanje in hlajenje snega in ledu prispevajo k vremenskim spremembam po vsem svetu. Ko voda izhlapi z zemeljske površine, postane v zraku vlaga. Na primer, sezona poletnega monsuna v Evraziji naj bi bila posledica hladilnih lastnosti snega in vlažne zemlje med pomladi.

Vrste kriosfere

Kot smo že omenili, se kriosfera nanaša na vsa zamrznjena območja po svetu. Sem spadajo: sneg, morski led, sladkovodni led, zmrznjena tla in ledeniki.

Sneg

Sneg predstavlja drugo največje območje v kriosferi, ki obsega več kot 18 milijonov kvadratnih kilometrov. Večina tega območja je na severni polobli in se giblje od 17, 9 milijona kvadratnih kilometrov pozimi do samo 1, 46 milijona kvadratnih kilometrov poleti. V večini tega stoletja je snežna pokritost v Severni Ameriki ostala skoraj enaka, kljub povečani spomladanski temperaturi. Vendar pa to ne velja za Evrazijo, kjer se je snežna pokritost zmanjšala.

Taljenje gorskega snežnega pokrova prispeva večino vode potokom in podzemnim vodam po svetu. To pomaga pojasniti, zakaj gore predstavljajo približno 40% svetovnih zaščitenih območij. Raziskovalci pričakujejo, da bodo globalne podnebne spremembe vplivale na količino padavin ter količino in čas sneženja. To pa bo vplivalo na svetovne postopke upravljanja z vodami.

Sea Ice

Veliki deli oceana blizu severnega in južnega pola so prekriti z ledom. Na južni polobli se morski led giblje med 6, 56 milijona kvadratnih milj in 7, 7 milijona kvadratnih kilometrov v septembru. V februarju se lahko to število zniža na 1, 15 milijona kvadratnih milj. Sezonske razlike na severni polobli niso tako izrazite. Morski led v arktični regiji se stalno zmanjšuje za približno 2, 7% vsakih 10 let od 1978 do 1995. Od 1978 do 2012 se meritve spreminjajo na 3, 8%. Antarktična regija pa je vsako desetletje pokazala približno 1, 3-odstotno povečanje.

Sladkovodni led

Sladkovodni led se nahaja v rekah in jezerih. Značilno je, da je sezonski dogodek in ga običajno ne najdemo skozi vse leto, kot je morski led. Ker se ta ledniška pokritost pojavlja na sezono in na znatno manjšem območju, je njen vpliv na podnebje minimalen. Zapisi o letnem pokritju ledu in razpadu pa lahko kažejo na spremembe v globalnem podnebju. To še posebej velja za jezerski led. Lomljenje rečnega ledu je manj zanesljiv vir informacij o podnebnih spremembah, ker je v veliki meri odvisen od sprememb vodnega toka in okoliških temperatur.

Zamrznjena zemlja

Zamrznjena zemlja vključuje območja s permafrostom. Na severni polobli zamrznjena zemlja pokriva površino okoli 20, 84 milijona kvadratnih milj. Območja permafrosta niso tako preprosto izmerjena, vendar ocene kažejo, da pokriva 20% kopnega na severni polobli.

V toplejših sezonah se je pokazalo, da globina zamrznjenega tal vpliva na hidrološke in geomorfne dogodke. Vpliv permafrosta pa še ni določen. Razlog za to je, da je permafrost sestavljen iz ledu in zemlje ter kamnin pri nizkih temperaturah. Temperatura aljaske permafrosta se je v zadnjih nekaj desetletjih povečala za 2, 4 ° C.

Ledeniki

Ledeniki in ledene plošče se štejejo za del kriosfere. Obe sta sestavljeni iz velikih ledenih mas, ki ležijo na kopnem. Te ledene mase se topijo, postanejo tanjše in se razširijo, ko se premikajo po kopnem. Približno 77% svetovne sladke vode najdemo v ledenih ploščah. Voda v ledenikih in ledenih ploščah lahko ostane zamrznjena med 100.000 in 1 milijonom let.

Raziskovalci še vedno preučujejo učinke ledenikov na globalne podnebne spremembe. Trenutno je verjetno, da imajo le malo vpliva na globalne temperature. Vendar so se ledeniki v zadnjih nekaj desetletjih topili z večjo hitrostjo. Ocene kažejo, da so v 20. stoletju ti taljeni ledeniki in ledene plošče prispevali med 33% in 50% dviga morske gladine.

Ko se ledeniki in ledene plošče raztezajo v obale, se ponavadi odcepijo v ocean. To dejanje označujemo kot teljenje. Za telitev velja, da je odgovorna za večino izgube mase v ledenikih in ledenih ploščah. Grenlandska ledena plošča trenutno doživlja veliko izgubo, vendar se ledeni vložek na Antarktiki povečuje. Kljub temu znanstveniki še vedno skrbijo, da se bo ledeni prag Zahodne Antarktike uničil v ocean. Njegov propad bi povzročil dvig morske gladine med 19, 68 čevljev in 22, 96 čevljev, kar bi lahko povzročilo znatno uničenje obalnih skupnosti po vsem svetu.