La cota de nieve, clave en el derretimiento de Groenlandia

Variaciones interanuales en la cota de nieve ejercen una gran influencia sobre la cantidad de radiación solar que absorbe la capa de hielo de Groenlandia, y en el deshielo de la misma. Una nueva investigación, publicada en la revista 'Science Advances', utilizó imágenes satelitales para rastrear el movimiento de la cota de nieve de la capa de hielo, la elevación por encima de la cual la superficie está cubierta de nieve y por debajo de la cual está expuesto el hielo.

Según el estudio, los cambios en la elevación de la cota de nieve de un año a otro explicaron más de la mitad de la variabilidad de la radiación anual en la capa de hielo. En última instancia, la cantidad de radiación que absorbe la capa de hielo determina hasta qué punto se funde.

La cota de nieve, clave en el derretimiento de Groenlandia

"Las personas que estudian glaciares alpinos han reconocido la importancia de las cotas de nieve durante años, pero nadie las había estudiado explícitamente en Groenlandia antes", destaca en un comunicado la coautora del estudio Laurence C. Smith, investigadora visitante del Instituto de Brown para el Medio Ambiente y la Sociedad (IBES, por sus siglas en inglés). "Este estudio muestra por primera vez que esta simple división entre el hielo desnudo y la nieve es más importante cuando se trata de la fusión que toda una serie de otros procesos que reciben más atención", añade.

Los resultados tienen implicaciones significativas para predecir el aumento futuro del nivel del mar, según dicen los investigadores. El agua derretida de la capa de hielo de Groenlandia es un gran contribuyente al nivel global del mar, y este estudio muestra que los modelos climáticos regionales utilizados para predecir la escorrentía futura suelen predecir las cotas de nieve de forma incorrecta.

"Descubrimos que los modelos no reproducen muy bien las cotas de nieve, lo que agrega incertidumbre a las proyecciones futuras", apunta el autor principal del estudio, Jonathan C. Ryan, investigador postdoctoral en Brown. "Pero ahora que hemos demostrado lo importante que es el efecto de la cota de nieve, y tenemos algunas observaciones directas de las posiciones de la cota de nieve, espero que podamos mejorar estos modelos en el futuro", apunta.

Según el estudio, los cambios en la elevación de la cota de nieve de un año a otro explicaron más de la mitad de la variabilidad de la radiación anual en la capa de hielo.

La razón por la que la cota de nieve es tan importante tiene que ver con la diferencia en la reflectividad entre la capa de nieve y el hielo desnudo. La nieve es extremadamente brillante y refleja de nuevo en la atmósfera la mayor parte de la luz solar que recibe. El hielo desnudo es mucho más oscuro y, por lo tanto, refleja menos radiación, pero absorbe más radiación, lo que hace que se caliente el hielo y se derrita. Los científicos han comprendido bien estos procesos durante años. Lo que no se sabía era hasta qué punto influían en la capa de hielo de Groenlandia y hasta qué punto el movimiento de la cota de nieve podía regular el deshielo de un año a otro.

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Ryan dice que por primera vez se dio cuenta de lo importante que podría ser el movimiento de la cota de nieve mientras realiza un trabajo de campo en la capa de hielo. Él y sus colegas intentaban registrar las posiciones de la cota de nieve con drones aéreos. Cada día, hicieron volar sus drones tierra adentro a través del hielo desnudo. Cuando llegaron a la cota de nieve, registraron la posición, giraron sus drones y volaron de vuelta. En un momento durante la temporada de campo, tuvieron que dejar de volar durante unos días debido a los fuertes vientos. Cuando volvieron a hacerlos volar, encontraron algo sorprendente.

"De repente, la cota de nieve se había ido --dice Ryan--. En un par de días, se movió unos 30 kilómetros sobre la capa de hielo y ahora estaba fuera del alcance de nuestros drones. Ese fue el primer momento en que pensamos que deberíamos investigar los efectos del movimiento de la cota de nieve en el derretimiento". Para el estudio, Ryan y sus colegas utilizaron imágenes del instrumento MODIS, un espectrorradiómetro de imágenes que vuela a bordo del satélite Terra de la NASA.

Pudieron obtener una serie temporal de posiciones de la cota de nieve desde 2001 hasta 2017. También pudieron medir la reflectividad tanto de la cubierta de nieve como del hielo descubierto. Las imágenes confirmaron un movimiento sustancial de la cota de nieve de una temporada a otra y de un año a otro, alcanzando una elevación máxima en 2012, un año récord para el derretimiento de la capa de hielo. También hubo una diferencia sustancial en la reflectividad entre la nieve y el hielo.

La cota de nieve influye en el 35% de variabilidad de radiación anual

La nieve reflejó un promedio de alrededor del 79% de la radiación que la golpeó. El hielo, por su parte, reflejó solo entre 45% y 57%. El movimiento de la cota de nieve combinado con las diferencias en la reflectividad significa que la posición de la cota de nieve juega un papel dominante en el control de la absorción de energía de la capa de hielo. En total, el 53% de la variabilidad de la radiación de un año a otro puede explicarse por la posición de la cota de nieve, según los investigadores. Esa cifra del 53% empequeñece otros factores que los científicos estudiaron.

Por ejemplo, los investigadores pensaron que los procesos que hacen que el hielo desnudo ya oscuro se oscurezca con el tiempo jugarían un papel importante en el control de la absorción de energía. La acumulación de agua, las capas de suciedad y el crecimiento de algas pueden oscurecer el hielo desnudo, haciéndolo aún menos reflectivo. El estudio encontró que esos factores marcaron una diferencia en la absorción de energía, pero no tanto como la investigación previa había asumido. Resultó que la posición de la cota de nieve tenía una influencia cinco veces mayor en la absorción de energía que el oscurecimiento del hielo desnudo.

"Eso es una sorpresa porque últimamente se ha trabajado mucho en estos procesos de oscurecimiento del hielo", dice Smith. Habiendo establecido la importancia de la cota de nieve en la absorción de energía, y finalmente en la fusión y escorrentía, los investigadores querían ver si los modelos climáticos regionales capturaban adecuadamente el efecto de la cota de nieve. Eso es importante porque esos modelos se usan para predecir la escorrentía futura de la capa de hielo de Groenlandia.

Los científicos encontraron que dos modelos líderes no logran capturar la elevación de la cota de nieve con precisión. Un modelo, conocido como MAR, estableció las cotas de nieve demasiado altas y, por lo tanto, probablemente sobreestimó la escorrentía en años de alta fusión. El otro modelo, conocido como RACMO, establece las cotas de nieve demasiado bajas, lo que significa que probablemente subestima la escorrentía futura en un clima más cálido.

Dada la importancia de la posición de la cota de nieve como se reveló en este estudio, los científicos dicen que es importante que los modelos tengan la cota de nieve correcta. "Estamos colaborando ahora con los modeladores, proporcionándoles nuestras cotas de nieve observadas --dice Ryan--. Eso les da cierta verdad fundamental que deberían poder usar para ajustar sus modelos. Ahora hay algo a lo que aspirar". El resultado de esas mejoras en el modelado de la cota de nieve, dicen los investigadores, serán pronósticos más precisos de las futuras contribuciones de Groenlandia al aumento del nivel del mar.

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