Veranderingen in de atmosfeer versnellen het verlies van Patagonische gletsjers en dragen bij aan de stijging van de zeespiegel

Hoogwaardige kaart van het oppervlaktemassa-evenwicht van de Patagonische gletsjers (1940-2023), met inbegrip van oppervlaktetoename (blauw) en -verlies (rood), inclusief een vergroting van drie belangrijke ijsvelden. Krediet: Universiteit van Luik / B. Noël

In de afgelopen twee decennia hebben satellietgebaseerde observaties een snelle massa-afname van de Patagonische gletsjers geregistreerd, wat ongeveer 0,07 mm per jaar bijdraagt aan de wereldwijde zeespiegelstijging. Een studie gepubliceerd in Nature Communications koppelt dit massaverlies aan een noordwaartse verschuiving van subtropische hogedruksystemen. Deze grootschalige verandering in de atmosferische circulatie brengt meer warme lucht naar Patagonië, waardoor het smelten van gletsjers versnelt.

Patagonië, gelegen in de zuidelijke Andes tussen Chili en Argentinië, herbergt de grootste en natste gletsjerregio op het zuidelijk halfrond buiten Antarctica. “De Zuid-Andes fungeren als een natuurlijke barrière die vochtige westenwinden van de Stille Oceaan blokkeert,” legt Brice Noël, klimatoloog aan de Universiteit van Luik, uit. “Hierdoor ontvangen gletsjers lokaal meer dan vijftien meter sneeuwval per jaar, vooral aan de westflank van de Andes.”

Hoewel sneeuwaccumulatie op hogere hoogtes bijdraagt aan de groei van gletsjers, vindt er op lagere hoogtes een snelle smelting plaats. “Gletsjers kunnen zich tot aan zeeniveau uitstrekken, waar warmere lucht aanzienlijke zomersmelting veroorzaakt. Dit smeltwater stroomt uiteindelijk de oceaan in, wat leidt tot een stijging van de zeespiegel,” voegt Noël toe.

Wetenschappers schatten dat de Patagonische gletsjers sinds de jaren veertig meer dan een kwart van hun totale ijsvolume hebben verloren, wat de wereldwijde zeespiegel met 3,7 mm heeft verhoogd.

Hoogwaardige klimaatmodel

Het onderzoeksteam van Luik, Leuven en Delft heeft het oppervlaktemassa-evenwicht van de Patagonische gletsjers sinds 1940 geschat, dat wil zeggen het verschil tussen de winterse sneeuwval en het smeltwaterafvoer in de zomer. “We hebben MAR gebruikt, ons regionale klimaatmodel dat is ontwikkeld aan de Universiteit van Luik,” voegt Xavier Fettweis, klimatoloog aan ULiège, toe. MAR is een polair klimaatmodel dat sneeuw- en ijsprocessen simuleert op een ruimtelijk rooster van vijf kilometer, wat te grof is om de kleinschalige Patagonische gletsjers nauwkeurig weer te geven.

“Een hoge ruimtelijke resolutie is essentieel om het oppervlaktemassa-evenwicht van gletsjers in Patagonië te bestuderen, daarom hebben we ons model ruimtelijk verfijnd naar een rooster van 500 meter,” merkt Noël op. Modellen met een lagere resolutie missen vaak de nauwkeurigheid om smeltende gletsjerpunten te vangen of realistische neerslag over de ruige Andes te schatten.

“Ons model met hoge resolutie sluit nauw aan bij in situ- en satellietobservaties van massa-afname,” bevestigt Bert Wouters van de Technische Universiteit Delft.

Wat drijft het massaverlies van gletsjers?

Het aanhoudende massaverlies sinds 1940 wordt toegeschreven aan een langetermijnverhoging van het smeltwaterafvoer naar de oceaan, een gevolg van de opwarming van de atmosfeer in Patagonië. “We identificeren de toegenomen oppervlakterunoff als de belangrijkste oorzaak van het massaverlies van gletsjers, omdat de sneeuwval sinds de jaren veertig constant is gebleven,” legt Noël uit. Oppervlakterunoff neemt toe wanneer firn—de poreuze, eeuwigdurende sneeuwlaag die de bovenste gletsjerzones bedekt—smelt en het onderliggende kale ijs blootlegt.

“Kaal ijs is donkerder dan de omringende firn, waardoor het meer zonne-energie absorbeert, wat op zijn beurt het smelten en de runoff bevordert,” legt Stef Lhermitte van KU Leuven uit.

Noordwaartse verschuiving van subtropische hogedrukgebieden

Bovenop de effecten van wereldwijde opwarming, wijzen onderzoekers de snelle toename van de Patagonische temperaturen toe aan een grootschalige atmosferische verschuiving, waarbij subtropische hogedruksystemen noordwaarts migreren. Deze verschuiving, die in de afgelopen veertig jaar is waargenomen, leidt tot een grotere instroom van warme lucht in Patagonië, wat het massaverlies versterkt. De interacties tussen oceaan en atmosfeer die deze circulatieverandering ondersteunen, worden gedreven door wereldwijde opwarming en zullen waarschijnlijk in de toekomst aanhouden.

“Het volledige smelten van de Patagonische gletsjers zou de wereldwijde zeespiegel met een extra centimeter kunnen verhogen,” waarschuwt Noël. “Hun verdwijning zou Zuid-Amerikaanse gemeenschappen in gevaar brengen die afhankelijk zijn van de watervoorziening van smeltwater in de zomer.”

Bij de huidige snelheid van massaverlies projecteren wetenschappers dat de Patagonische gletsjers binnen de komende 250 jaar zouden kunnen verdwijnen.