Forurensinger i breis

Grønlandsisen smelter som følge av forurensing og temperaturøkning. En dynamisk modell som tar hensyn til at refleksjon fra isoverflaten endres ved ulike betingelser, kan benyttes til å forutsi hvordan isen oppfører seg under ulike temperaturscenarier.

Forurensinger i breis

Thomas Gõlles disputerer 28. - 29. september 2016 for graden ph.d. ved NMBU – Norges miljø- og biovitenskapelige universitet med avhandlingen “Impurities of glacier ice: accumulation, transport and albedo”.

Grønlandsisen er ikke hvit. Satelittdata og bakkeobservasjoner viser at deler av isdekket har mørknet med ca. 2% per tiår siden 1996. En mørkere overflate absorberer mer energi enn en lys overflate, og isen varmes opp og smelter. Forholdet mellom reflektert sollys fra og mottatt sollys til et legeme kalles albedo, og denne faktoren har avtatt over hele iskappen på Grønland.

Den mørkere fargetonen forårsakes av partikler på overflaten, både naturlige og fra forurensing. De mørkeste partiklene stammer fra ufullstendig forbrenning av biomasse og fossilt brennstoff. Dette kalles “black carbon“, kort og godt sot. Sotpartikler er små og lette og kan fly med vinden i dagevis over avstander på flere tusen kilometer. Soten er svart, og det skal bare en liten mengde til for at den vises på snø og is. Andre mørke partikler er støv fra erosjon og partikler produseres ved mikrobiologisk aktivitet.

Vest-Grønland 21. august 2016

Vest-Grønland 21. august 2016

Foto
NASA Worldview

Isen forurenses med lufttransporterte og utsmeltede partikler
Isoverflaten forurenses ikke bare av partikler som transporteres med vind eller produseres på stedet. Noen partikler har vært innefrosset i isen i flere tusen år og har beveget seg over lange avstander med isens bevegelser før de blir frigitt når isen smelter.

Mens den mørke effekten av akkumulerte partikler på snøoverflater er kortlivet fordi den forsvinner ved nytt snøfall og når snøen smelter, kan partiklene på isoverflaten bli der i tiår før de vaskes bort. Derfor skjer det en opphopning av partikler, overflaten mørkner ytterligere og smeltingen forsterkes. Det oppstår en akselererende tilbakekoblingsmekanisme (feedback). 

I doktorgradsarbeidet sitt har Thomas Gölles utviklet verktøy for studier av samspillet mellom partikkelakkumulering, isforflytning og issmelting. Prognoser basert på nåværende havnivå inkluderer sjelden albedo som en dynamisk komponent. Isens refleksjon har tvert om vært betraktet som konstant og lik over hele overflaten. Isalbedoens rolle vil forsterkes under et varmere klima, og i Gölles arbeid presenteres derfor en modell med en dynamisk komponent for isalbedo.

Simulerer fremtidig tap av ismasse
Gölles har benyttet denne dynamiske modellen til å simulere utviklingen av iskappen på Grønland over en tusenårsperiode. Utsmelting av partikler i isen er avhengig av lufttemperaturen, og den mørke overflateeffekten vil derfor være større ved et varmere klima. Ved et scenario med 8 grader varmere klima i år 2300, estimeres det et tap av ismasse på Grønland på 7% i år 3000.  Mindre produksjon av sotpartikler vil imidlertid ha en positiv langtidseffekt på Grønlandsisen og isbreer generelt.

Resultatene fra arbeidet understreker hvilken rolle isalbedo og luftforurensing har for ismassebalansen, en rolle som vil forsterkes under varmere forhold. Det presenterte modellrammeverket er ikke begrenset til Grønland, men det kan også tilpasses dalbreer og paleo-iskapper (siste istid).

Annonsering av disputasen

 

Published 20. september 2016 - 13:53 - Updated 23. mai 2017 - 19:11