Hvad er Cryosfæren?
Kryosfæren er den frosne del af Jordens overflade. Dette omfatter gletschere, sne, havis, ferskvandsis, permafrost, iskapper og isark. Kryosfæren spiller en væsentlig rolle i det globale klima ved at påvirke hydrologi, skyer, nedbør og cirkulation af atmosfæren og oceanerne. Begrebet cryology henviser til videnskaben om cryospheres og deglaciation er tabet af kryosfæren (såsom reduktionen af det globale isindhold på grund af global opvarmning).
Fysiske egenskaber af kryosfæren
Tilstedeværelsen af kryosfæren varierer meget afhængigt af dets specifikke beliggenhed rundt om i verden. For eksempel kan sne og ferskvandsis kun eksistere gennem vintersæsonen på mange steder, mens mange gletsjere er blevet frosset i over 10,000 år. Antarktis er hjemsted for størstedelen af det globale isvolumen, men den nordlige halvkugle er hjemsted for det største kryosfæreområde. Klimaforskere er afhængige af målinger af kryosfæren for information om globale klimaændringer.
Kryosfæren påvirker verdens klima via tre forskellige egenskaber: overfladereflektans, termisk diffusivitet og latent varme.
Overfladereflektion
Meget af kryosfæren afspejler solens solstråling; denne reaktion er kendt som overfladereflektans. Overfladereflektans måles ved forskellen mellem reflekteret og indfaldende solstråling, kendt som albedo. Albedo er med andre ord den reflekterende kraft af en bestemt overflade. Nogle af de højeste priser på albedo, mellem 80% og 90%, findes i områder med sne dækning året rundt.
I løbet af efteråret og foråret er priserne på albedo højere nær polerne. En del af denne øgede reflektivitet absorberes af skydekning, hvilket er særlig højt i de samme årstider. April og maj har de højeste niveauer af solstråling i verdens snedækkede områder og har derfor størst effekt på den globale radiative balance.
Termisk diffusivitet
Termisk diffusivitet refererer til den hastighed, hvormed varme kan overføre gennem en bestemt genstand. Det bestemmes ved at dividere tæthed og varmekapacitet. I lægemåder er det også kendt som, hvordan "kold til berøring" kan en bestemt genstand være. Varme rejser betydeligt langsommere gennem is og sne end gennem luft. Det betyder, at sne og is hjælper med at isolere jorden og vandet under varmeoverførslen. Varme er endnu langsommere, når sneen og isdækket når mellem 30 og 40 centimeter. Dette virker for at holde alt under sneen og isen lidt varmere i vintermånederne og lidt svagere i sommermånederne. Termisk diffusivitet spiller også en vigtig rolle i klimaet.
Latent varme
Latent varme refererer til energi, der frigives eller opbevares under konstante temperaturforhold. For eksempel er den latente varme, der kræves for at smelte is, forholdsvis høj. Med andre ord, i kryosfæren er latent varme den energi, der kræves for at ændre tilstanden af vand (fra gas til væske til faststof). Opvarmning og afkøling af sne- og isdækning bidrager til vejrændringer over hele kloden. Da vandet fordampes fra jordens overflade, bliver det fugt i atmosfæren. For eksempel antages sommermonsonsæsonen i Eurasien at skyldes køleegenskaber ved sne og fugtig jord i løbet af foråret.
Typer af kryosfæren
Som tidligere nævnt refererer cryosfæren til alle frosne områder rundt om i verden. Dette omfatter: sne, havis, ferskvandsis, frosset jord og gletschere.
Sne
Sne udgør det næststørste område af kryosfæren, der dækker over 18 millioner kvadrat miles. Det meste af dette område ligger på den nordlige halvkugle og spænder fra 17.9 millioner kvadrat miles om vinteren til kun 1.46 millioner kvadrat miles om sommeren. Nordamerikanske sne dækning er forblevet næsten det samme over størstedelen af dette århundrede på trods af øget forårstemperatur. Dette er dog ikke tilfældet i Eurasien, hvor snedækningen er faldet.
Smeltende bjerg sne dækning bidrager det meste af vandet til vandløb og grundvand over hele verden. Dette hjælper med at forklare, hvorfor bjerge udgør ca. 40% af de globale beskyttede områder. Forskere forventer, at globale klimaændringer påvirker nedbørsniveauerne og mængden og timingen af snesmeltning. Dette vil på sin side påvirke verdensomspændende vandledelsesprocedurer.
havis
Store dele af havet nær nord og sydpolen er dækket af is. På den sydlige halvkugle dækker isen is mellem 6.56 millioner kvadratkilometer og 7.7 millioner kvadratmiljø i september. I februar kan dette tal falde til så lavt som 1.15 millioner kvadrat miles. Sæsonvariationen er ikke så stærk på den nordlige halvkugle. Havis i den arktiske region har været på et stadigt fald på ca. 2.7% hvert 10 år fra 1978 til 1995. Fra 1978 til 2012 ændres denne måling til et 3.8% fald. Den antarktiske region har imidlertid indikeret en stigning på omkring 1.3% hvert årti.
Ferskvandsis
Ferskvand is kan findes i floder og søer. Det er typisk en sæsonbestemt forekomst og findes normalt ikke året rundt som havis. Fordi denne isdækning forekommer per sæson og over et betydeligt mindre område, er dens virkning på klimaet minimalt. Records of annual ice coverage and breakup kan dog angive ændringer i det globale klima. Dette gælder især for sø is. Flodisbrydningen er en mindre pålidelig kilde til klimaændringer, fordi den i høj grad påvirkes af både ændringer i vandstrømmen og omgivende temperaturer.
Frosne jord
Frosne mark omfatter områder med permafrost. På den nordlige halvkugle dækker frosne jorden et område på omkring 20.84 millioner kvadrat miles. Områder med permafrost måles ikke så let, men estimater tyder på, at den dækker 20% af arealet på den nordlige halvkugle.
I de varmere årstider har dybden af frosset jord vist sig at påvirke både hydrologiske og geomorfe hændelser. Påvirkningen af permafrost er imidlertid endnu ikke identificeret. Dette skyldes, at permafrost består af både is og jord og klipper ved frysende temperaturer. Temperaturen i Alaskan permafrost er steget med 2.4 ° C i løbet af de sidste par årtier.
Gletsjere
Gletsjere og isark betragtes som en del af kryosfæren. Begge består af store ismasser, der sidder på land. Disse ismasser smelter, bliver tyndere og spredes bredere, når de bevæger sig over land. Ca. 77% af verdens ferskvand findes i isark. Vandet i gletsjere og isark kan forblive frosset for mellem 100,000 og 1 millioner år.
Forskere studerer stadig gletschernes virkninger på globale klimaændringer. I øjeblikket menes det, at de har ringe indflydelse over globale temperaturer. Glacierne har dog smeltet ved højere hastigheder i løbet af de sidste par årtier. Estimater tyder på, at disse smeltebrædere og isark har bidraget mellem 20% og 33% af stigningen i havniveauet i løbet af 50-tallet.
Som gletsjere og isarker når kyster, har de en tendens til at bryde ud i havet. Denne handling kaldes kalving. Kalvning antages at være ansvarlig for størstedelen af massetab, der ses i gletschere og isark. Grønlands isen oplever i øjeblikket betydeligt tab, men det arktiske ark i Antarktis er vokset. På trods af dette er forskerne fortsat bekymrede over, at det vestlige Antarktis-is ark vil kollapse ind i havet. Dens sammenbrud ville resultere i en stigning i havniveauet mellem 19.68 fødder og 22.96 fødder, nok til at forårsage betydelig ødelæggelse af kystsamfundene rundt omkring i verden.
