Glaciers in gevaar: Studie waarschuwt voor afname van hun vermogen om de omliggende lucht te koelen

Koude lucht stroomt neer op een warme dag. Tsanteleina-gletsjer, noordwesten van Italië. Credit: Thomas Shaw | ISTA

Gletsjers strijden tegen klimaatverandering door de lucht te koelen die hun oppervlakken aanraakt. Maar hoe lang nog? De groep Pellicciotti aan het Institute of Science and Technology Austria (ISTA) heeft een ongekend dataset van waarnemingen op gletsjers wereldwijd samengesteld en geanalyseerd. Hun bevindingen, vandaag gepubliceerd in Nature Climate Change, tonen aan dat gletsjers waarschijnlijk het hoogtepunt van hun zelfkoelende vermogen zullen bereiken binnen het komende decennium, voordat de temperaturen nabij het oppervlak stijgen en het smelten versnelt.

Thomas Shaw heeft een levendige herinnering aan deze speciale zomerdag in augustus 2022. De postdoctoraal onderzoeker in de groep van Francesca Pellicciotti aan het ISTA was in de Zwitserse Alpen, met een blauwe lucht en een aangename temperatuur van 17 graden Celsius. Behalve dat hij zich op de top van de Glacier de Corbassière bevond, op een hoogte van 2.600 meter, waar hij data verzamelde over de gezondheid van de gletsjer.

Terwijl de omgevingstemperaturen wereldwijd gestaag toenemen, lijken de temperaturen nabij het oppervlak van gletsjers achter te blijven. De enorme Himalayagletsjers blazen zelfs koude winden van hun hellingen naar beneden in een poging zichzelf te koelen en hun ecosystemen te behouden. Toch is dit vreemde effect verre van een indicator voor de langetermijnstabiliteit van de gletsjers.

Een nieuwe studie onder leiding van Shaw toont aan dat deze reactie van gletsjers waarschijnlijk zijn hoogtepunt zal bereiken in de jaren 2030. “Hoe warmer het klimaat, hoe meer de gletsjers hun eigen microklimaat en lokale omgevingen beneden zullen koelen,” zegt Shaw. “Maar dit effect zal niet lang aanhouden, en er zal een trendverschuiving plaatsvinden voor het midden van de eeuw.” Vanaf dat moment zal het smelten en fragmenteren van de gletsjers door door mensen veroorzaakte klimaatverandering intensiveren, en zullen hun temperaturen nabij het oppervlak sneller stijgen, waardoor hun achteruitgang wordt versneld.

Het smeltende Pasterze-gletsjer, Oostenrijk. Drone-opnames boven de gletsjer. Onderzoek naar katabatische winden werd daar in de jaren ’90 uitgevoerd. Credit: Thomas Shaw | ISTA

Het vergt een enorme inspanning om lokale klimaateffecten in enkele van de meest afgelegen gebieden ter wereld te begrijpen en hun evolutie op wereldschaal in kaart te brengen. Vaak ontbreekt het simpelweg aan gegevens ter plaatse. Dit vormt een uitdaging voor de precisie van computermodellen die de gedetailleerde evolutie van het klimaat simuleren. Toen Pellicciotti en haar medewerkers de gegevens verzamelden van een klimaatstation op 5.000 meter hoogte aan de voet van de Mount Everest, konden ze bijna niet geloven wat ze zagen.

“Bij het grondig onderzoeken van de gegevens begrepen we dat de gletsjers reageerden op de verwarmde lucht in de zomer door hun temperatuuruitwisseling aan het oppervlak te intensiveren,” zegt Pellicciotti. Door de enorme omvang van de Himalayagletsjers leidt dit tot de afkoeling van grote luchtmassa’s die in direct contact staan met de gletsjeroppervlakken. “Deze grote, dichte koude luchtmassa’s stromen vervolgens met de zwaartekracht naar beneden in een fenomeen dat ‘katabatische winden’ wordt genoemd.” Andere grote gletsjers over de wereld vertonen vergelijkbaar gedrag.

Nu streefde Shaw ernaar een robuust globaal model te ontwikkelen dat de beperkingen van gegevensschaarste overwint. Hij ontwikkelde een nieuwe methode om te schatten hoe lang gletsjers wereldwijd zouden blijven absorberen van de klimaatschok.

“We hebben gegevens verzameld van eerdere en recente projecten binnen onze onderzoeksgroep, deze samengevoegd met alle gepubliceerde gegevens en andere onderzoekers benaderd om hen te vragen ons hun ongepubliceerde gegevens te delen,” zegt Shaw. “Met deze ongekende dataset hebben we de fysieke processen herbeoordeeld om generaliseerbare aspecten te vinden en een statistisch kader ontwikkeld dat ons een kijkje kan geven in de evolutie van de gletsjerkoeling wereldwijd.”

Piekkoeling. Shaw en het team stelden een inventaris op van uurlijkse gegevens van 350 weerstations op 62 gletsjers wereldwijd, goed voor in totaal 169 zomer lange meetcampagnes. Ze onderzochten specifiek de verhouding van de temperatuur nabij het oppervlak tot de omgevingstemperatuur, niet-gletsjer temperatuur direct boven elk station en analyseerden deze over ruimte en tijd.

“We noemen het temperatuurverschil ‘decoupling’, omdat het in tegenspraak lijkt met de opwarming van de omgevingstemperaturen,” zegt Shaw. Ze toonden aan dat, gemiddeld, de temperatuur nabij het oppervlak op berggletsjers wereldwijd met 0,83 graden Celsius steeg voor elke graad stijging van de omgevingstemperatuur.

Ze onderzochten ook de gletsjer-eigenschappen die waarschijnlijk het decoupling-effect zouden beperken, zoals de aanwezigheid van een puinmantel op het lagere deel van een gletsjer, en verfijnden hun model met deze informatie. Door toekomstige projecties te modelleren, toonden ze aan dat dit koelingseffect zijn hoogtepunt zal bereiken tussen de jaren 2020 en 2040, voordat het gestage massa verlies van de gletsjers leidt tot hun grootschalige terugtrekking, waarmee de koelingstrend omkeert.

“Tegen die tijd zullen de versleten en aanzienlijk gedegradeerde gletsjers zich ‘recouplen’ met de voortdurend opwarmende atmosfeer, waarmee hun lot bezegeld is,” zegt Shaw.

Het verlies accepteren en toekomstige acties coördineren. Terwijl de projectie een sombere toekomst schetst voor de majestueuze watertorens van de wereld, zijn er pragmatische gevolgen als de huidige trend aanhoudt. “Weten dat de zelfkoeling van gletsjers nog even doorgaat, kan ons wat extra tijd geven om onze waterbeheerplannen voor de komende decennia te optimaliseren,” zegt Shaw.

Het team is zich echter goed bewust dat ze de berggletsjers ter wereld niet kunnen redden of herstellen. “We moeten het toegezegde ijsverlies accepteren en onze volledige inspanningen richten op het beperken van verdere klimaatopwarming in plaats van op ineffectieve geo-engineeringstrategieën zoals het zaaien van wolken en het bedekken van gletsjers. Dit is als het aanbrengen van een dure pleister op een kogelwond. De komende decennia zijn een tijd voor reflectie, effectief waterbeheer en actie om het publieke bewustzijn over door mensen veroorzaakte klimaatverandering te veranderen.”

De onderzoekers benadrukken verder de noodzaak van gecoördineerd wereldwijde klimaatbeleid om de uitstoot drastisch te verminderen en het menselijk leven op aarde te beschermen tegen de onvoorspelbare effecten van de opwarming van de aarde. “Elke graad telt,” zegt Shaw, en herhaalt de woorden die wetenschappers al tientallen jaren benadrukken.