Een nieuwe studie onthult een grote fout in klimaatmodellen: het overschatten van de reflectiviteit van land

Onderzoekers hebben een klimaatmodel verbeterd dat de reflectiviteit van ijs overschat, wat leidt tot nauwkeurigere voorspellingen over het smelten van ijs en de effecten van klimaatverandering.

Hun overzicht omvat de invloed van voorheen verwaarloosde fysische eigenschappen in ijs.

Naarmate de mondiale temperaturen stijgen als gevolg van door de mens veroorzaakte klimaatverandering, zullen nauwkeurige, door computers ontwikkelde klimaatmodellen een cruciale rol spelen bij het werpen van licht op hoe ons klimaat de komende jaren zal blijven evolueren.

In een studie gepubliceerd in Journal of Geophysical Research: AtmosferischEen team onder leiding van onderzoekers van het Department of Earth System Sciences van de Universiteit van Californië, Irvine en het Department of Climate, Space and Engineering Sciences van de Universiteit van Michigan heeft onthuld hoe het klimaatmodel dat doorgaans door geologen wordt gebruikt, een belangrijke fysieke eigenschap van het klimaatsysteem van de aarde, albedo genaamd, is de mate waarin ijs zonlicht reflecteert dat… Het verwarmt de planeet de ruimte in.

Witheid Het is een maatstaf voor de reflectiviteit van een oppervlak en wordt uitgedrukt als het percentage binnenkomende zonnestraling dat dit oppervlak terugkaatst naar de ruimte. Het is een cruciale factor bij het bepalen van het klimaat en de energiebalans op aarde. Sterk reflecterende oppervlakken, zoals sneeuw en ijs, kunnen een aanzienlijk deel van de binnenkomende zonne-energie reflecteren, terwijl donkere oppervlakken zoals bossen of oceanen meer zonne-energie absorberen.

“We ontdekten dat de oudere modellen van ijs het zonlicht ongeveer vijf procent te veel reflecteerden”, zegt Chloe Clark, een projectwetenschapper in de groep van Charlie Zehnder, een professor aan de Universiteit van Californië, Irvine het ijs was veel hoger.”

De hoeveelheid zonlicht die de planeet ontvangt en reflecteert is belangrijk om te schatten hoeveel de planeet de komende jaren zal opwarmen. Eerdere versies van het model, die worden genoemd Aarde exaschaal energiesysteemmodel (E3SM) overschatten ze de reflectie omdat ze geen rekening hielden met wat Clark omschreef als de microfysische eigenschappen van ijs in een opwarmende wereld.

Deze kenmerken omvatten de effecten die zaken als algen en stof op het wit hebben. Donkergekleurde algen en stof kunnen sneeuw en ijs minder reflecterend maken en zonlicht minder goed reflecteren.

Analyse met behulp van satellietgegevens

Om de analyse uit te voeren bestudeerden Clark en haar team satellietgegevens die de reflectiviteit van de Groenlandse ijskap volgden. Ze ontdekten dat de E3SM de reflectiviteit van de ijskap overschat, “wat betekent dat het model minder smelting inschat dan op basis van de microfysische eigenschappen van het ijs zou worden verwacht,” zei Clark.

Maar met de nieuwe gletsjerreflectiviteit die in het model is verwerkt, smelt de Groenlandse ijskap ongeveer zes gigaton sneller dan in oudere versies van de modellen. Dit is gebaseerd op reflectiemetingen die meer consistent zijn met satellietwaarnemingen.

Clark hoopt dat de studie van haar team het belang zal onderstrepen van ogenschijnlijk onbeduidende kenmerken die verstrekkende gevolgen kunnen hebben voor het algehele klimaat. “Ik denk dat ons werk modellen zal helpen om ons veel beter te helpen klimaatfeedback in verband met sneeuw en ijs vast te leggen,” zei ze.

Vervolgens wil Clark verschillende ijzige delen van de planeet bestuderen om te meten hoe wijdverspreid de variatie in reflectie in de E3SM is. “Onze volgende stappen zullen zijn om het wereldwijd praktisch te maken en niet alleen geldig te zijn voor Groenland”, zegt Clark, die ook van plan is de nieuwe ijssmeltpercentages van Groenland te vergelijken met waarnemingen om te peilen hoe nauwkeurig de nieuwe ijsreflectie is pas het toe op gletsjers in plaatsen als de Andes en Alaska.”

Referentie: “Invloed van fysiek gebaseerde glaciale stralingsprocessen op het albedo van de Groenlandse ijskap en de massabalans van het oppervlak in E3SM” door CA Whicker-Clarke en R. Antwerpen, M.G. Flanner, en A. Schneider en M. Tedesco en CS Zender, 8 april 2024, Journal of Geophysical Research: Atmosferisch.
DOI: 10.1029/2023JD040241

Andere auteurs zijn onder meer Rafe Antwerp (Lamont-Doherty Earth Observatory), Mark J. Flanner (University of Michigan), Adam Schneider (National Oceanic and Atmospheric Administration), Marco Tedesco (Lamont-Doherty Earth Observatory) en Charlie S. Zehnder (University van Californië, Irvine). In het onderzoek wordt informatie over de financiering verstrekt.