ESA en NASA-satellieten onthullen eerste gezamenlijke afbeelding van het smelten van de Groenlandse ijskap

Onderzoek naar de Groenlandse ijskap

Academici van de Northumbria University maken deel uit van een internationaal onderzoeksteam dat gegevens van satellieten heeft gebruikt om veranderingen in de dikte van de Groenlandse ijskap te volgen.

De opwarming van de aarde zorgt ervoor dat de ijskap smelt en sneller stroomt, wat de zeespiegel doet stijgen en het weerpatroon op onze planeet verstoort. Daarom zijn nauwkeurige metingen van de veranderende vorm van de ijskap van cruciaal belang om de effecten van klimaatverandering te volgen en ons eraan aan te passen.

Wetenschappers hebben nu de eerste metingen van de dikte van de Groenlandse ijskap gepresenteerd met behulp van CryoSat-2 en ICESat-2, de ESA- en NASA-satellietmissies. Beide satellieten zijn uitgerust met altimeters als primaire sensor, maar gebruiken verschillende technologieën om hun metingen te verzamelen. CryoSat-2 maakt gebruik van een radarsysteem om de hoogte van het aardoppervlak te bepalen, terwijl ICESat-2 een lasersysteem voor dezelfde taak heeft.

Hoewel radarsignalen door wolken kunnen dringen, dringen ze ook het oppervlak van de ijskap binnen en moeten ze voor dit effect worden aangepast. Lasersignalen daarentegen reflecteren van het werkelijke oppervlak, maar kunnen niet functioneren wanneer er wolken zijn. De missies zijn daarom zeer complementair, en het combineren van hun metingen is een heilige graal voor de poolwetenschap.

Een studie van wetenschappers van het UK Center for Polar Observation and Modeling (CPOM), gevestigd aan de Northumbria University, gepubliceerd in Geophysical Research Letters, toont aan dat de metingen van CryoSat-2 en ICESat-2 van de hoogteverandering van de Groenlandse ijskap overeenkomen tot binnen 3%.

Dit bevestigt dat de satellieten kunnen worden gecombineerd om een betrouwbaarder schatting van het verlies van ijs te produceren dan beide afzonderlijk zouden kunnen bereiken. Het betekent ook dat als één missie zou falen, de andere kan worden vertrouwd om onze registratie van poolijsverandering te behouden.

Tussen 2010 en 2023 is de Groenlandse ijskap gemiddeld met 1,2 meter dunner geworden. Echter, de verdunning aan de rand van de ijskap (de ablatiezone) was meer dan vijf keer groter, met een gemiddelde van 6,4 meter.

De meest extreme verdunning vond plaats bij de outletgletsjers van de ijskap, waarvan er veel versnellen. Bij Sermeq Kujalleq in westelijk centraal Groenland (ook bekend als Jakobshavn Isbræ) was de piekverdunning 67 meter, en bij Zachariae Isstrøm in het noordoosten was de piekverdunning 75 meter. In totaal is de ijskap in de periode van 13 jaar met 2.347 kubieke kilometer gekrompen—genoeg om het Victoriameer in Afrika te vullen.

De grootste veranderingen deden zich voor in 2012 en 2019, toen de zomertemperaturen extreem hoog waren en de ijskap meer dan 400 kubieke kilometer van zijn volume per jaar verloor.

Het smelten van het ijs in Groenland beïnvloedt ook de wereldwijde oceaancirculatie en verstoort weerpatronen. Deze veranderingen hebben verstrekkende gevolgen voor ecosystemen en gemeenschappen wereldwijd.

De beschikbaarheid van nauwkeurige, actuele gegevens over veranderingen in de ijskap zal cruciaal zijn om ons voor te bereiden op en ons aan te passen aan de gevolgen van klimaatverandering.

Hoofdauteur en CPOM-onderzoeker Nitin Ravinder zei: “We zijn erg enthousiast dat we hebben ontdekt dat CryoSat-2 en ICESat-2 zo goed overeenkomen. Hun complementaire aard biedt een sterke motivatie om de datasets te combineren om verbeterde schattingen van de veranderingen in volume en massa van de ijskap te produceren.

“Aangezien het verlies van massa van de ijskap een belangrijke bijdrage levert aan de stijging van de wereldzeespiegel, is dit ongelooflijk nuttig voor de wetenschappelijke gemeenschap en beleidsmakers.”

De studie maakte gebruik van vier jaar aan metingen van beide missies, inclusief die verzameld tijdens de Cryo2ice-campagne, een baanbrekende samenwerking tussen ESA en NASA die in 2020 is gestart. Door de baan van CryoSat-2 aan te passen om te synchroniseren met ICESat-2, heeft ESA de bijna gelijktijdige verzameling van radar- en laserdata over dezelfde gebieden mogelijk gemaakt.

Deze afstemming stelt wetenschappers in staat om de sneeuwdiepte vanuit de ruimte te meten, wat ongekende nauwkeurigheid biedt bij het volgen van de dikte van zee- en landijs.

Tommaso Parrinello, CryoSat-missiemanager bij ESA, uitte zijn optimisme over de impact van de campagne: “CryoSat heeft de afgelopen 14 jaar een onschatbare basis geboden voor het begrijpen van de ijsbedekking van onze planeet, maar door onze gegevens met ICESat-2 af te stemmen, hebben we nieuwe wegen geopend voor precisie en inzicht.

“Deze samenwerking vertegenwoordigt een spannende stap vooruit, niet alleen op technologisch gebied, maar ook in hoe we wetenschappers en beleidsmakers beter kunnen bedienen die op onze gegevens vertrouwen om klimaatimpact te begrijpen en te verminderen.”

Thorsten Markus, projectwetenschapper voor de ICESat-2-missie bij NASA, zei: “Het is geweldig om te zien dat de gegevens van ‘zustermissies’ een consistent beeld geven van de veranderingen die plaatsvinden in Groenland.

“Het begrijpen van de overeenkomsten en verschillen tussen radar- en lidarhoogtemetingen van de ijskap stelt ons in staat om de complementaire aard van deze satellietmissies volledig te benutten. Studies zoals deze zijn cruciaal om een uitgebreide tijdreeks van de ICESat-, CryoSat-2-, ICESat-2- en in de toekomst CRISTAL-missies samen te brengen.”

ESA’s CryoSat-2 blijft instrumenteel in ons begrip van klimaatgerelateerde veranderingen in poolijs, en werkt samen met NASA’s ICESat-2 om robuuste, nauwkeurige gegevens over veranderingen in de ijskap te bieden. Samen vertegenwoordigen deze missies een significante vooruitgang in het monitoren van het verlies van poolijs en het voorbereiden op de wereldwijde gevolgen ervan.

CPOM is een partnerschap van zes universiteiten en het British Antarctic Survey (BAS), gevestigd aan de Northumbria University, met als doel het bieden van nationale capaciteiten in observatie en modellering van de processen die zich in de poolgebieden van de aarde voordoen. CPOM gebruikt satellietobservaties om veranderingen in de poolgebieden te monitoren en numerieke modellen om beter te voorspellen hoe hun ijs en oceanen zich in de toekomst kunnen ontwikkelen.

Door langdurige capaciteiten aan de wetenschappelijke gemeenschap te bieden en internationale beoordelingen te leiden, helpt CPOM wereldwijde beleidsmakers te plannen voor de effecten van klimaatverandering en de stijging van de zeespiegel.