In una scoperta che potrebbe aiutare gli scienziati a prevedere meglio l'innalzamento del livello del mare in un mondo in via di riscaldamento, I ricercatori della Brown University hanno scoperto un fattore sottovalutato che controlla la velocità con cui si scioglie la calotta glaciale della Groenlandia.

La ricerca, pubblicato sulla rivista Progressi scientifici , ha utilizzato immagini satellitari per tracciare il movimento della linea di neve della calotta glaciale, l'elevazione al di sopra della quale la superficie è coperta di neve, e sotto il quale è esposto il ghiaccio nudo. Lo studio ha mostrato che l'altezza del limite delle nevi variava significativamente da un anno all'altro, e che la sua variazione ha esercitato un'influenza smisurata sulla quantità di radiazione solare assorbita dalla calotta glaciale. Le variazioni dell'elevazione del limite delle nevicate di anno in anno spiegano più della metà della variabilità annuale della radiazione sulla calotta glaciale, lo studio ha trovato.

In definitiva, la quantità di radiazione assorbita dalla calotta di ghiaccio determina la misura in cui si scioglie.

"Le persone che studiano i ghiacciai alpini riconoscono da anni l'importanza delle linee di neve, ma nessuno li aveva studiati esplicitamente in Groenlandia prima, " ha detto Laurence C. Smith, un visiting fellow presso l'Institute at Brown for Environment and Society (IBES) e coautore dello studio. "Questo studio mostra per la prima volta che questa semplice suddivisione tra ghiaccio nudo e neve è più importante quando si tratta di sciogliersi rispetto a tutta una serie di altri processi che ricevono maggiore attenzione".

I risultati hanno implicazioni significative per prevedere il futuro innalzamento del livello del mare, dicono i ricercatori. L'acqua di fusione della calotta glaciale della Groenlandia è un grande contributore ai livelli globali del mare, e questo studio mostra che i modelli climatici regionali utilizzati per prevedere il deflusso futuro spesso predicono le nevicate in modo impreciso.

"Abbiamo scoperto che i modelli non riproducono molto bene le linee di neve, che aggiunge incertezza alle proiezioni future, " ha detto Jonathan C. Ryan, un ricercatore post-dottorato alla Brown e l'autore principale dello studio. "Ma ora che abbiamo mostrato quanto sia importante l'effetto linea di neve, e avere alcune osservazioni dirette delle posizioni del limite della neve, speriamo di poter migliorare questi modelli andando avanti".

Il motivo per cui il limite della neve è così importante ha a che fare con la differenza di riflettività tra il manto nevoso e il ghiaccio nudo. La neve è estremamente luminosa e riflette nell'atmosfera la maggior parte della luce solare che riceve. Il ghiaccio nudo è molto più scuro, e quindi riflette meno radiazioni. Anziché, più radiazioni vengono assorbite, che riscalda il ghiaccio e porta allo scioglimento. Questi processi sono stati ben compresi dagli scienziati per anni. Quello che non si sapeva era la misura in cui si svolgevano sulla calotta glaciale della Groenlandia, e fino a che punto la migrazione del limite delle nevi potrebbe regolare lo scioglimento di anno in anno.

Ryan dice di aver avuto un'idea di quanto possa essere importante il movimento della linea di neve durante il lavoro sul campo sulla calotta glaciale. Lui e i suoi colleghi stavano cercando di registrare le posizioni della linea di neve con droni aerei. Ogni giorno, hanno pilotato i loro droni nell'entroterra attraverso il ghiaccio nudo. Quando raggiunsero il limite della neve, hanno registrato la posizione, hanno girato i loro droni e sono tornati indietro. Ad un certo punto durante la stagione del campo, hanno dovuto interrompere il volo per alcuni giorni a causa del forte vento. Quando tornarono a volare, hanno trovato qualcosa di sorprendente.

"Improvvisamente il limite della neve era appena sparito, "Ha detto Ryan. "In un paio di giorni si era spostato di 30 chilometri o giù di lì sulla calotta glaciale ed era ora fuori dalla portata dei nostri droni. Quello è stato il primo momento in cui abbiamo pensato di dover indagare sugli effetti del movimento del limite delle nevi sullo scioglimento".

Per lo studio, Ryan e i suoi colleghi hanno utilizzato immagini dello strumento MODIS, uno spettroradiometro di imaging che vola a bordo del satellite Terra della NASA. Sono stati in grado di ottenere una serie temporale di posizioni della linea di neve dal 2001 al 2017. Hanno anche potuto misurare la riflettività sia del manto nevoso che del ghiaccio nudo.

Le immagini hanno confermato un sostanziale movimento del limite delle nevicate di stagione in stagione e di anno in anno, raggiungendo un'elevazione massima nel 2012, un anno record per lo scioglimento della calotta glaciale. C'era anche una sostanziale differenza di riflettività tra la neve e il ghiaccio. La neve rifletteva in media circa il 79% delle radiazioni che la colpivano. Il ghiaccio, nel frattempo, riflette solo tra il 45 e il 57 per cento. Il movimento della linea di neve combinato con le differenze di riflettività significa che la posizione della linea di neve svolge un ruolo dominante nel controllo dell'assorbimento di energia della calotta glaciale. Tutto detto, Il 53 percento della variabilità della radiazione da un anno all'altro può essere spiegato dalla posizione del limite delle nevi, i ricercatori hanno scoperto.

Quella cifra del 53% sminuisce altri fattori che i ricercatori hanno studiato. Ad esempio, i ricercatori pensavano che i processi che rendono il ghiaccio nudo già scuro più scuro nel tempo avrebbero svolto un ruolo importante nel controllo dell'assorbimento di energia. Acqua di piscina, gli strati di sporco e la crescita di alghe possono scurire il ghiaccio nudo, rendendolo ancora meno riflessivo. Lo studio ha scoperto che questi fattori hanno fatto la differenza nell'assorbimento di energia, solo non tanto quanto la ricerca precedente aveva ipotizzato. Si è scoperto che la posizione del limite della neve ha avuto un'influenza cinque volte maggiore sull'assorbimento di energia rispetto all'oscuramento del ghiaccio nudo stesso.

"È una sorpresa perché ultimamente c'è stato molto lavoro su questi processi di oscuramento del ghiaccio, " ha detto Smith. "Si scopre che in questo caso, ci mancava l'elefante nella stanza, che è il limite della neve."

Dopo aver stabilito l'importanza del limite delle nevi nell'assorbimento di energia e, infine, nello scioglimento e nel deflusso, i ricercatori hanno voluto vedere se i modelli climatici regionali catturassero correttamente l'effetto del limite delle nevi. Questo è importante perché quei modelli vengono utilizzati per prevedere il deflusso futuro dalla calotta glaciale della Groenlandia.

I ricercatori hanno scoperto che entrambi i modelli principali non riescono a catturare con precisione l'altezza del limite delle nevi. Un modello, noto come MAR, impostare limiti di neve troppo alti e quindi probabilmente sovrastimava il deflusso negli anni ad alto scioglimento. L'altro modello, noto come RACMO, imposta le linee di neve troppo basse, il che significa che probabilmente sottovaluta il deflusso futuro in un clima più caldo.

Data l'importanza della posizione del limite delle nevi come rivelata in questo studio, i ricercatori dicono che è importante che i modelli riescano a centrare la linea delle nevi.

"Stiamo collaborando ora con i modellisti, fornendo loro le nostre nevicate osservate, " Ryan ha detto. "Questo dà loro alcune verità di base che dovrebbero essere in grado di utilizzare per regolare i loro modelli. Adesso c'è qualcosa su cui puntare".

Il risultato di quei miglioramenti nella modellazione del limite delle nevi, dicono i ricercatori, sarebbero previsioni più accurate dei futuri contributi della Groenlandia all'innalzamento del livello del mare.