Eltűnik a hó egy része az Antarktisz felett

Antarktiszi tájkép

Meteorológusok egy eddig ismeretlen jelenségre bukkantak az Antarktiszon: a sarki kontinens száraz szelei elgőzölögtetik a hókristályokat. Az eltűnő csapadékmennyiség hatással van a jégsapka tömegére, így a klímaváltozást leíró modelleknek is számításba kell venniük.

Az Antarktisz keleti partjainál fekvő Dumont d'Urville francia kutatóállomás munkatársainak olyan időjárási jelenséget sikerült megfigyelniük és jellemezniük, amely korábban ismeretlen volt a jeges déli földrészen. A folyamat jelentősen befolyásolja az Antarktiszon lehulló csapadék mennyiségét, ezért a klímaváltozás hatásait, például a globális tengerszint emelkedését jósló modelleknek is fontos eleme lehet.

Az École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Antarktiszon dolgozó kutatói megállapították, hogy

a kontinens belsejéből a partvidék felé fújó, nagy sűrűségű, hideg és nagyon száraz légtömegeket szállító ún. katabatikus szelek számottevően csökkentik a talajszintet elérő csapadék – túlnyomórészt hó – mennyiségét.

Márpedig a lehulló csapadék az antarktiszi jégsapka fő alakító tényezője, így egyáltalán nem mindegy, ha a hó egy része lényegében felszívódik, mielőtt földet érne.

Mi történik?

Az EPFL tudósai kiderítették: az történik, hogy a katabatikus szelek a légkör mintegy 1 kilométeres alsó sávjában rendkívül száraz réteget képeznek, s amikor a föntről érkező hópelyhek elérik ezt a réteget, szilárd halmazállapotú jégből közvetlenül vízgőzzé alakulnak, vagyis – fizikai kémiai szakkifejezéssel élve – szublimálnak.

A Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) című folyóiratban megjelent közlemény szerzői az Adélie-föld néven ismert antarktiszi területen egy éven át végzett megfigyeléseik, valamint légköri szimulációk alapján jutottak erre a következtetésre.

Becsléseik szerint a földfelszínt elérő csapadékmennyiség a teljes kontinensre vetítve 17 százalékkal kevesebb, mint amennyi a magasabb légrétegekben összesen felhalmozódik.

A mérések alapján a csapadékdeficit a kelet-antarktiszi régióban elérheti a 35 százalékot is. A kutatók úgy vélik, hogy a jelenség a klímaváltozás hatására még hangsúlyosabbá fog válni.

Antarktiszi látkép (illusztráció) Forrás: Origo

Újfajta eszközökkel dolgoztak

„Mostanáig nem volt pontos fogalmunk ennek a fontos, ám műholdról javarészt láthatatlan hatásnak a tényleges nagyságrendjéről" – nyilatkozta Alexis Berne, a tanulmány rangidős szerzője és az EPFL Környezeti Távérzékelő Laboratóriumának vezetője. A Berne által irányított, svájci, francia és brit kutatókból álló csoport 2015 és 2016 között újfajta eszközkombináció segítségével végezte méréseit a kelet-antarktiszi megfigyelőállomáson.

Az egyik kulcsfontosságú eszközük egy kettős polarizációjú Doppler-radar volt, amely a csapadék fajtájáról és a csapadékhullás intenzitásáról tájékoztatott. Ezzel párhuzamosan egy csapadékmérő mérleg is percenkénti lebontásban rögzítette a lehulló csapadék mennyiségét. E két eszköz 2015 novembere és 2016 januárja között végezte méréseit. A harmadik berendezés, egy ún. profiler radar 2015 novembere óta gyűjti folyamatosan az adatokat a csapadékképződés intenzitásáról egészen 3 kilométeres magasságig.

A kutatók először meglepődtek az eredmények láttán, mert a csapadékmennyiség meredek csökkenése a felszínközeli légrétegekben nem volt könnyen összeegyeztethető a szokásos tapasztalataikkal.

Ennek nyomán dolgoztuk ki azt az elméletet, amely szerint a légkör alacsonyabb rétegeiben mérhető csapadékmennyiség-visszaesés a hókristályok katabatikus szelek okozta szublimációjára vezethető vissza"

– mondta el Christophe Genthon, a grenoble-i Földtudományi és Környezettani Intézet munkatársa.

Forrás: NASA/Reeve Jolliffe

E gyakori és erős szelek a kontinens belsejében fekvő magas fennsíkokról indulnak, s mivel az antarktiszi jégtakaró meglehetősen lapos, a meglóduló belső szelek akadálytalanul elérhetik a partvidéket. Az így keletkező légmozgás a légkör vékony, mintegy 300 méteres legalsó rétegében felkavart hókristályokkal telített zónát hoz létre, ám e fölött egy második, jóval szárazabb légréteg következik. A legfölül elterülő felhőrétegben keletkező hópelyhek egy része lefelé hullva s e második rétegen áthaladva szublimál, vagyis jégből folyékony halmazállapotú víz közbeiktatása nélkül közvetlenül vízgőzzé alakul. Ez a szublimáló csapadékmennyiség a felszíni jégtakaró tömegmérlege szempontjából veszteségként jelentkezik.

Ez a légréteg a felszínről érkező visszhangok miatt láthatatlan a műholdak számára, ezért is nem észlelték a jelenséget a műholdas felvételek alapján"

– magyarázza Berne.

Tovább folytatják a kutatásokat

A felfedezés nyomán a tudósok áttekintették az összes kelet-antarktiszi állandó kutatóállomás rádiószondás adatait, és csaknem mindenütt találtak bizonyítékot a szublimációt okozó katabatikus szelek befolyására. Az Adélie-földön és egyebütt gyűjtött adatok összevetésével, valamint többféle numerikus légköri modell lefuttatásával meg tudták becsülni a jelenség teljes kontinensre kivetített hatását, és azt találták, hogy a szublimáció számottevő mértékben befolyásolja a felszíni csapadékfelhalmozódást.

Antarktiszi tájkép Forrás: Andy Rouse/Andy Rouse

A jégtakaró tömegmérlegére vonatkozó megfigyelések alapvető fontosságúak a globális tengerszint változásának előrevetítése szempontjából. A klímakutatók általában abból indulnak ki, hogy a globális felmelegedés növeli az Antarktiszon lehulló csapadékmennyiséget, ám a katabatikus szelek most felderített hatása jelentősen komplikálja az összképet, és meg is kérdőjelezheti a fennálló konszenzust. Az EPFL kutatói ezért tovább elemzik a délszaki kontinens időjárását. „Szeretnénk folytatni az adatgyűjtést a partvidéken, különös tekintettel az összetettebb felszínrajzú területekre – ismertette az elképzelést Berne. – Tervezzük továbbá, hogy összehasonlítjuk többféle légköri modell jóslatait. Általánosságban azt reméljük, hogy a munkánk nyomán jobban megértjük, miként befolyásolja a klímaváltozás az antarktiszi csapadékképződést."