Un nuovo studio pubblicato oggi sulla rivista Lettere di ricerca geofisica ha utilizzato il satellite laser della NASA per la misurazione del ghiaccio per identificare le tempeste fluviali atmosferiche come un fattore chiave dell'aumento delle nevicate nell'Antartide occidentale durante l'inverno australe del 2019.

Questi risultati degli scienziati della Scripps Institution of Oceanography dell'Università della California di San Diego e dei colleghi contribuiranno a migliorare la comprensione generale dei processi che guidano il cambiamento in Antartide, e portare a migliori previsioni sull'innalzamento del livello del mare. Lo studio è stato finanziato dalla NASA, con il supporto aggiuntivo del Climate Impact Lab del Rhodium Group, un consorzio di importanti istituti di ricerca che esamina i rischi del cambiamento climatico.

I fiumi atmosferici sono fenomeni che trasportano grandi quantità di vapore acqueo in lunghi, stretti "fiumi" nel cielo. Sono noti per essere il principale motore di precipitazioni lungo la costa occidentale degli Stati Uniti, che rappresentano il 25-50 per cento delle precipitazioni annue in parti chiave dell'Occidente. La crescente ricerca sui fiumi atmosferici rileva che hanno un impatto dominante sulle coste occidentali della maggior parte dei continenti, a causa dell'evaporazione degli oceani e delle tempeste che creano alti livelli di umidità nell'atmosfera.

Ghiaccio della NASA, Nube, e terra Elevation Satellite-2 (ICESat-2), lanciato in orbita nel settembre 2018, sta fornendo uno sguardo dettagliato all'altezza del ghiaccio e della neve sul vasto, continente ghiacciato. Il satellite funziona inviando 10, 000 impulsi laser al secondo sulla superficie terrestre che misurano l'altezza delle calotte glaciali, ghiacciai, e altro ancora calcolando il tempo impiegato da una manciata di quegli impulsi per tornare al satellite. Ogni fotone di luce ha un'etichetta temporale, e questi tag si combinano con la posizione GPS per individuare la posizione e l'altezza esatte sul terreno. Misura una serie dettagliata di tracce sulla calotta glaciale antartica ogni tre mesi.

"ICESat-2 è il primo satellite in grado di misurare le nevicate sul continente antartico in modo così preciso, "ha detto Helen Amanda Fricker, un glaciologo presso Scripps Oceanography e coautore dello studio. "In inverno, le condizioni meteorologiche vietano di avere una squadra sul campo che effettua osservazioni a terra. ICESat-2 sta colmando questa mancanza di dati sulle vaste calotte glaciali, e dandoci una maggiore comprensione dell'aumento e della perdita di massa di neve su scala stagionale".

Guardando i dati ICESat-2, gli scienziati hanno riscontrato aumenti in altezza sopra la calotta glaciale antartica tra aprile 2019 e giugno 2020 a causa dell'aumento delle nevicate. Utilizzando un modello computazionale dell'atmosfera e della neve, hanno scoperto che il 41% degli aumenti di altezza sull'Antartide occidentale durante l'inverno del 2019 si è verificato perché eventi di precipitazioni estreme intermittenti hanno prodotto grandi quantità di neve durante brevi periodi di tempo. Di quegli eventi, Il 63% è stato identificato come fiumi atmosferici che cadono. Questi sistemi si distinguevano dalle altre tempeste per i livelli di umidità molto più elevati misurati nelle porzioni inferiori dell'atmosfera.

I fiumi atmosferici che approdano in Antartide hanno origine nel subtropicale, medie latitudini dell'emisfero australe. Percorrono lunghe distanze senza continenti che li fermino, finalmente approdando nell'Antartide occidentale.

"Sappiamo che la frequenza dei fiumi atmosferici dovrebbe aumentare, quindi è importante che gli scienziati siano in grado di misurare quanto stanno contribuendo all'aumento della massa di neve o allo scioglimento della superficie, " disse Susheel Adusumilli, autore principale e dottorato di ricerca candidato presso Scripps Oceanography. "Sapere quanta neve si sta accumulando in tutto il continente ci aiuta a capire meglio come sta cambiando la massa nel suo insieme, e informa la nostra comprensione del potenziale di innalzamento del livello del mare dalla calotta glaciale antartica".

Ogni anno dall'Antartide si perdono più di cento gigatonnellate di ghiaccio nell'oceano, contribuendo al continuo innalzamento del livello del mare. La maggior parte di questa perdita di ghiaccio è causata dall'aumento del flusso di ghiaccio nell'oceano dallo scioglimento delle piattaforme di ghiaccio galleggianti che circondano l'Antartide. Comprendere l'equilibrio tra i guadagni di massa derivanti dalle nevicate nell'interno dell'Antartide e la perdita di massa dovuta al riscaldamento degli oceani è la chiave per migliorare le proiezioni dell'innalzamento del livello del mare.

Mentre questo studio ha monitorato la massa di ghiaccio a breve termine, i fiumi atmosferici in Antartide possono anche portare grandi quantità di scioglimento della neve. Infatti, questo studio ha scoperto che circa il 90 percento dei fiumi atmosferici estivi e il 10 percento dei fiumi atmosferici invernali coincideva con il potenziale scioglimento della superficie sulla calotta glaciale dell'Antartico occidentale. Lo scioglimento atmosferico causato dai fiumi è dovuto alle nuvole basse di questi sistemi, che può assorbire e riemettere il calore in superficie. Gli scienziati avranno bisogno di ulteriori studi per capire se questi eventi saranno generatori di neve o scioglitori, considerando fattori quali la stagionalità, livello di umidità, copertura nuvolosa, o se ognuno è dipendente dalla tempesta.

"Negli Stati Uniti., gli scienziati studiano i fiumi atmosferici e valutano se potrebbero essere utili per l'approvvigionamento idrico in California o pericolosi, provocando allagamenti, ", ha affermato la coautrice dello studio Meredith Fish, associato post-dottorato presso la Rutgers University e alumna di Scripps Oceanography, dove ha studiato al Center for Western Weather and Water Extremes. "Ciò che è interessante in Antartide è la domanda, i fiumi atmosferici contribuiranno allo scioglimento della neve o all'accumulo di neve?"