Nieuwe 3D-visualisaties van gletsjers bieden inzicht in een warmer Aarde

Drie studiegebieden: 1) Viedma-gletsjer (Zuid-Amerika, met een oppervlakte van 267 km² in onze studie-subregio); 2) La Perouse-gletsjer (Noord-Amerika, met een oppervlakte van 306 km² in onze studie-subregio); 3) Skamri-gletsjer (hooggebergte Azië, met een oppervlakte van 360 km² in onze studie-subregio).

Nu gletsjers smelten door de stijging van de wereldtemperaturen, toont een studie aan dat gedetailleerde 3D-elevatiemodellen de voorspellingen over hoe ze reageren op het opwarmende klimaat van de aarde drastisch kunnen verbeteren.

De bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift GIScience & Remote Sensing. Hoewel slechts 10% van de aarde bedekt is met gletsjerijs, hebben deze massa’s verstrekkende gevolgen voor alle ecosystemen ter wereld. Versneld smelten kan natuurrampen veroorzaken, en gletsjers helpen de temperatuur en de zeespiegel van de planeet te reguleren en zijn bronnen van schoon drinkwater.

Om beter onderscheid te maken tussen seizoensgebonden ijsverlies en dat veroorzaakt door langdurige klimaattrends, bestudeerden onderzoekers de fluctuerende hoogtes van drie gletsjers: de La Perouse-gletsjer in Noord-Amerika, de Viedma-gletsjer in Zuid-Amerika en de Skamri-gletsjer in Centraal-Azië.

Hun analyse toonde aan dat tussen 2019 en 2023 de Viedma-gletsjer (Argentinië) en de La Perouse-gletsjer (Alaska) constant dunner werden, maar de Skamri-gletsjer (Pakistan) was stabiel genoeg om een kleine netto-toename van ijs te ervaren, aldus Rongjun Qin, co-auteur van de studie en universitair hoofddocent civiele, milieutechniek en geodetische techniek aan The Ohio State University.

Metingen in deze studie zijn gedaan met behulp van dagelijkse hoge-resolutiebeelden verzameld door de PlanetScope-satellietconstellatie, die onderzoekers vervolgens gebruikten om 3D-reconstructies te maken van hoe gletsjerijs in de loop van de tijd evolueerde. Door lokale en wereldwijde klimaatdata in deze modellen te integreren om seizoensgebonden variaties van gletsjersmelt te onderzoeken, heeft het team in wezen een manier ontworpen om het gedrag van gletsjers in diverse regio’s te monitoren.

“Dit is iets waar we al lange tijd over nadenken, omdat bestaande gletsjerstudies zulke schaarse seizoensobservaties hebben, aangezien het moeilijk is om gegevens uit afgelegen gebieden te krijgen,” zei Qin, die ook een kernlid van het Translational Data Analytics Institute van Ohio State is. “Wat we wilden doen, is gegevens van gemiddelde tot hoge resolutie gebruiken om die mogelijkheden te verbreden en de nauwkeurigheid van de 3D-modellen die uit die gegevens zijn gegenereerd te verbeteren.”

Volgens de studie kunnen veel moderne 2D-volgtechnieken waardevolle inzichten bieden in gletsjerstromen, maar eerdere studies hebben de neiging gehad om slechts kortetermijnmomentopnamen vast te leggen of om observaties aan te bieden zonder diepgaande bewegingsanalyse of hoge-resolutie 3D-gegevens. Het werk van dit team kan wetenschappers helpen om seizoensgebonden klimaatproblemen zoals gletsjermelt beter in de gaten te houden en de langdurige observaties van deze massa’s uit te breiden. Bovendien onthult hun 3D-modelmethodiek nieuwe gegevens over hoe snel de gletsjers reageren op veranderingen in het weer.

De Viedma- en Skamri-gletsjers vertonen bijvoorbeeld een vertraging van 45 dagen in reactie op veranderingen in lokale klimaatcondities zoals regen of sneeuw. De La Perouse-gletsjer daarentegen reageerde bijna onmiddellijk op veranderingen, wat betekent dat de stroming heel snel kan versnellen of vertragen, afhankelijk van de hoeveelheid neerslag die is acumuleren.

In een andere bevinding concludeerden onderzoekers dat gedragsverschillen in alle drie gletsjers worden gedreven door verschillende omgevings- en klimatologische omstandigheden, maar suggereren dat zowel lokale als wereldwijde factoren, in plaats van één enkele, verantwoordelijk zijn voor patronen in de dynamiek van gletsjerbeweging wereldwijd.

Dergelijke observaties zijn van vitaal belang voor het verdiepen van ons wereldwijde begrip van gletsjerwetenschap, en met verdere verbeteringen zou het algoritme van deze studie ook een nuttig hulpmiddel kunnen zijn voor toekomstige rampvoorspelling en -beheer, aldus Qin. Wetenschappers hebben al soortgelijke systemen gebruikt om gemeenschappen te waarschuwen voor natuurrampen die tot tragedie zouden hebben geleid.

In totaal hopen onderzoekers dat het ondersteunen van modelprojecten zoals deze meer wetenschappers zal inspireren om satellietgegevens te gebruiken om andere belangrijke milieuvraagstukken te onderzoeken. “Hopelijk kunnen we voortbouwen op allerlei toepassingen waar mensen in geïnteresseerd zijn,” voegde Qin toe.

Shengxi Gui van Ohio State was ook co-auteur van dit werk. De gegevens van deze studie werden geleverd door PlanetScope.