Abbildung 1 : (a) Grönlands periphere Gletscher und (b) Flade Isblink Ice Cap. Die hier vorliegenden Karten wurden auf Grundlage von RGI v6.0 Daten (https://www.glims.org/RGI/) erstellt.
Das Schicksal des Süßwasserabflusses von grönländischen peripheren Gletschern in den Ozean
Für einen guten Start ins neue Jahr werfen wir einen Blick in die Zukunft....sprojektionen der peripheren Gletscher Eisschmelze!
Periphere Gletscher in Grönland sind Eismassen, die nicht an die Eisschild dynamisch gekoppelt sind, da sie entweder vollständig frei stehen oder durch gut definierte Gletscherscheide von der Eisschild getrennt sind.
Muhammad Shafeeque und Ben Marzeion erklären uns diese Woche, was ihre ersten Ergebnisse über das Schicksal des Abflusses peripherer Gletscher aussagen.
31. Januar 2022
Was ist der wissenschaftliche Hintergrund?
Projektionen des Süßwasserabflusses von marinen Gletschern ins Meer sind wichtig um zu verstehen, wie sich die Wechselwirkungen zwischen dem Ozean und peripheren Gletschern in einem sich erwärmenden Klima entwickeln werden. Erhöhter Abfluss landet früher oder später im Fjord, verändert dort die Dichteverteilung, damit auch Zirkulation im Fjord und die submarinen Schmelzraten. Genaue Projektionen des Süßwassereintrags von grönländischen Gletschern werden dazu beitragen, seine Auswirkungen auf die regionale Hydrographie zu ermitteln und die Rückkopplung zwischen schmelzenden Gletschern und Ozeanzirkulation zu verstehen.
Wie werden Süßwasserbeiträge projiziert?
Die Projektionen sind nur unter Verwendung moderner Gletschermodelle und atmosphärischen Bedingungen aus Klimamodellen möglich. Wir haben das Open Global Glacier Model (OGGM) unter Verwendung von CMIP6-Klimadaten eingerichtet, um die Gletscherprozesse und Süßwasserbeiträge für die peripheren Gletscher Grönlands zu projizieren. OGGM ist ein Open-Source-Modell, das vergangene und zukünftige Massenbilanz, Abfluss, Volumen und Geometrie von (fast) jedem Gletscher der Welt in einem vollständig automatisierten und anpassungsfähigen Workflow simuliert. OGGM benutzt auch eine Parametrisierung, die den jährlichen Eismassenverlust an der Front aufgrund Oberflächen- und submariner Schmelze abschätzt.
Abbildung: Saisonale Verteilung der Komponenten des Süßwasserabflussmittels für (a) 2001-2010 und (b) 2091-2100. (c) Voraussichtlicher Anteil des Gletschervolumens in Bezug auf das Volumen im Jahr 2019 unter zukünftigem Klimawandel. (d) prognostizierter jährlicher Süßwasserabfluss unter künftigem Klimawandel; Farbige vertikale Linien zeigen die Spitzenwasserzeiten für die jeweiligen SSPs.
Die Bestandteile des jährlichen Gesamtabflusses
Wir berechnen den gesamten Jahresabfluss. Diese besteht aus folgenden Komponenten:
- melt off-glacier: Schneeschmelze auf Gebieten, die ehemals vom Gletscher bedeckt, zum betreffenden Zeitpunkt aber gletscherfrei sind;
- melt on-glacier: Eis- + saisonale Schneeschmelze auf dem Gletscher;
- flüssiger Niederschlag auf dem Gletscher;
- flüssiger Niederschlag außerhalb des Gletschers.
Der Abfluss beträgt in den Wintermonaten fast null und ist im Sommer hoch, aber der Jahreszyklus ändert sich, wenn sich der Gletscher zurückzieht. Modellprojektionen deuten darauf hin, dass die Gletscherschmelze bis zum Jahrzehnt 2091-2100 um 30 % zurückgehen wird. Schneeschmelze außerhalb des Gletschers und flüssige Niederschläge hingegen nehmen um 21 % bzw. 9 % zu (Abb. a&b).
Wann erreicht der Jahresgesamtabfluss sein Maximum?
Ein typischer Anwendungsfall für die Simulation und Analyse des hydrologischen Outputs von Gletschern sind „Peak water“-Schätzungen. „Peak water“ ist der Zeitpunkt, an dem der jährliche Gesamtabfluss eines Gletschers unter einem bestimmten Klimaszenario sein Maximum erreicht. Bei schmelzwasserdominiertem Abfluss, zum Beispiel bei Flade Isblink in Nordostgrönland, fällt der Spitzenwert des Abflusses mit dem Spitzenwert der Schmelzwasserfreisetzung zusammen. Wenn dieser Gletscher schrumpft, wird Schmelzwasser aus dem im Gletscher gespeicherten Eis freigesetzt, bis ein jährliches Maximum erreicht ist.
Das prognostizierte Gletschervolumen wird unter dem zukünftigen Klimawandel im 21. Jahrhundert weiter abnehmen (Abb. c). Alle Klimaszenarien zeigen, dass nach einem Verlust von 20 % des Gletschervolumens die Süßwasserbeiträge von Flade Isblink nach ca. 2080 stark abnehmen (Abb. d). Für Flade Iceblink deuten die Zukunftsprojektionen im Rahmen des CMIP6-Klimaantriebs darauf hin, dass der jährliche Abfluss in allen Szenarien für die erste Hälfte des Jahrhunderts zunehmen wird. Die Szenarien mit höheren Emissionen (SSP370 und SSP585) können später im Jahrhundert ihren Höhepunkt erreichen, da die Schmelze weiter zunehmen kann. Bei den niedrigeren Emissionsszenarien (SSP126 und SSP245) nähert sich der Gletscher hingegen möglicherweise einem neuen Gleichgewicht, das den früher im Jahrhundert verringert. Nach Erreichen des Peak Water (SSP126: ~2059, SSP585: ~2075 in diesen Projektionen) beginnt der jährliche Abfluss abzunehmen.