Vad är Cryosphere?

Kryosfären är den frusna delen av jordens yta. Detta inkluderar glaciärer, snö, havsis, sötvattenis, permafrost, iskapslar och isark. Kryosfären spelar en viktig roll i det globala klimatet genom att påverka hydrologi, moln, nederbörd och cirkulation av atmosfären och oceanerna. Termen cryologi hänvisar till vetenskapen om kryosfärerna och deglaciation är förlusten av kryosfären (såsom minskningen av globalt isinnehåll på grund av global uppvärmning).

Fysiska egenskaper hos kryosfären

Kryosfärens existens varierar mycket beroende på dess specifika plats runt om i världen. Till exempel kan snö och sötvattenis endast existera genom vintersäsongar på många ställen, medan många glaciärer har frusits i över 10 000 år. Antarktis är hemma för majoriteten av den globala isvolymen, men den norra halvklotet är hem till det största kryosfärområdet. Klimatforskare litar på mätningar av kryosfären för information om globala klimatförändringar.

Kryosfären påverkar världens klimat via tre olika egenskaper: ytreflektion, termisk diffusivitet och latent värme.

Ytan Reflektion

Mycket av kryosfären speglar solens solstrålning; denna reaktion är känd som ytreflektion. Ytan reflektans mäts av skillnaden mellan reflekterad och infallande solstrålning, känd som albedo. Albedo är med andra ord den reflekterande kraften hos en viss yta. Några av de högsta priserna på albedo, mellan 80% och 90%, finns i områden med snödäckning året runt.

Under hösten och våren är priserna på albedo högre i närheten av polerna. En del av denna ökade reflektivitet absorberas av molntäckningen, vilket är särskilt hög under samma årstider. April och maj har högsta nivåer av solstrålning i världens snötäckta områden och har därför störst effekt på den globala strålningsbalansen.

Termisk diffusivitet

Termisk diffusivitet avser den hastighet vid vilken värme kan överföras genom ett visst objekt. Det bestäms genom att dividera densitet och värmekapacitet. I lekman är det också känt som hur "kallt att röra" ett visst objekt kan vara. Värme färdas betydligt långsammare genom is och snö än genom luft. Det innebär att snö och is hjälper till att isolera marken och vattnet nedan från värmeöverföringen. Värmen är ännu långsammare när snö och isskydd når mellan 30 och 40 centimeter. Detta fungerar för att hålla allt under snön och isen något varmare under vintermånaderna och lite svalare under sommarmånaderna. Termisk diffusivitet spelar också en viktig roll i klimatet.

Latent värme

Latent värme avser energi som släpps eller lagras under konstanta temperaturer. Till exempel är den latenta värme som krävs för att smälta is relativt hög. Med andra ord, i kryosfären är latent värme den energi som krävs för att ändra tillståndet för vatten (från gas till flytande till fast). Uppvärmning och kylning av snö och istäckning bidrar till väderförändringar över hela världen. När vattnet förångas från jordens yta blir det fukt i atmosfären. Sommarmonsonsäsongen i Eurasien är t ex orsakad av kylegenskaperna hos snö och fuktig mark under våren.

Typer av kryosfären

Som tidigare nämnts refererar kryokfären till alla frusna områden runt om i världen. Detta inkluderar: snö, havsis, sötvattenis, frusen mark och glaciärer.

Snö

Snö utgör det näst största området av kryosfären, som täcker över 18 miljoner kvadratkilometer. Det mesta av detta område ligger på norra halvklotet och sträcker sig från 17, 9 miljoner kvadratkilometer på vintern till bara 1, 46 miljoner kvadratkilometer under sommaren. Nordamerikanska snödäckningen har varit nästan densamma under större delen av detta århundrade trots ökad temperatur för våren. Detta är emellertid inte fallet i Eurasien, där snötäckningen har minskat.

Smältande bergsnöden bidrar mest av vattnet till strömmar och grundvatten runt om i världen. Detta hjälper till att förklara varför berg utgör ca 40% av de globala skyddade områdena. Forskare förväntar sig globala klimatförändringar för att påverka nederbördsnivåerna och hur mycket tid och tidpunkten för snösmältning är. Detta kommer i sin tur att påverka världens vattenförvaltningsprocedurer.

Havs is

Stora delar av havet nära norra och södra polerna är täckta i is. På södra halvklotet täcker isen mellan 6, 56 miljoner kvadratkilometer och 7, 7 miljoner kvadratkilometer i september. I februari kan detta antal sjunka till så lågt som 1, 15 miljoner kvadratkilometer. Säsongsvariationen är inte så stark på norra halvklotet. Havsisen i Arktisregionen har varit stadigt minskad med cirka 2, 7% var 10 år från 1978 till 1995. Från 1978 till 2012 ändras mätningen till 3, 8% minskning. Antarktisregionen har emellertid visat en ökning med cirka 1, 3 procent vart tionde år.

Färskvattenis

Färskvattenis finns i floder och sjöar. Typiskt är det en säsongsmässig förekomst och brukar inte hittas året runt, som havsis. Eftersom denna istäckning sker per säsong och över ett betydligt mindre område är dess effekt på klimatet minimal. Rekord om årlig istäckning och uppbrytning kan dock indikera förändringar i det globala klimatet. Detta gäller särskilt för sjöj. Flodisbrytning är en mindre tillförlitlig källa till information om klimatförändringar eftersom den i stor utsträckning påverkas av både förändringar i vattenflödet och omgivande temperaturer.

Frusen mark

Fryst mark innehåller områden med permafrost. På norra halvklotet täcker frusen mark ett område på cirka 20, 84 miljoner kvadratkilometer. Områden av permafrost mäts inte lika lätt, men uppskattningar tyder på att det täcker 20% av markområdet på norra halvklotet.

Under varmare årstider har djupet av fruset mark visat sig påverka både hydrologiska och geomorfa händelser. Påverkan av permafrost har emellertid ännu inte identifierats. Detta beror på att permafrost består av både is och jord och stenar vid frysningstemperaturer. Alaskan permafrostens temperatur har ökat med 2, 4 ° C under de senaste decennierna.

glaciärer

Glaciärer och isark betraktas som en del av kryosfären. Båda består av stora ismassor som sitter ovanpå marken. Dessa ismassor smälter, blir tunnare och spridas bredare när de rör sig över marken. Ungefär 77% av världens sötvatten finns i islakan. Vattnet i glaciärer och islakan kan förbli fryst för mellan 100 000 och 1 miljon år.

Forskare studerar fortfarande glaciärernas effekter på globala klimatförändringar. För närvarande menas att de har liten inflytande över globala temperaturer. Glaciärer har emellertid smält vid ökade hastigheter de senaste decennierna. Beräkningar tyder på att dessa smältglaciärer och islakor har bidragit mellan 33% och 50% av stigningen i havsnivå under 20-talet.

När glaciärer och islådor når kusten tenderar de att bryta ut i havet. Denna åtgärd kallas kalvning. Kalvning anses vara ansvarig för majoriteten av massförlust som ses i glaciärer och islakan. Grönlandsiset upplever för närvarande betydande förluster, dock har det isländska arket ökat. Trots detta är forskare oroade över att det västra Antarktis-iset kommer att kollapsa i havet. Dess kollaps skulle resultera i en stigning på havet mellan 19, 68 fot och 22, 96 fot, tillräckligt för att orsaka betydande förstörelse av kustsamhällen runt om i världen.