Cos'è la criosfera?
La criosfera è la parte congelata della superficie terrestre. Ciò include ghiacciai, neve, ghiaccio marino, ghiaccio d'acqua dolce, permafrost, calotte di ghiaccio e lastre di ghiaccio. La criosfera svolge un ruolo significativo nel clima globale influenzando l'idrologia, le nuvole, le precipitazioni e la circolazione dell'atmosfera e degli oceani. Il termine criologia si riferisce alla scienza delle criosfere e deglaciazione è la perdita della criosfera (come la riduzione del contenuto globale di ghiaccio a causa del riscaldamento globale).
Proprietà fisiche della criosfera
L'esistenza della criosfera varia ampiamente a seconda della sua posizione specifica in tutto il mondo. Ad esempio, la neve e il ghiaccio d'acqua dolce possono esistere solo durante le stagioni invernali in molti luoghi, mentre molti ghiacciai sono stati congelati per oltre 10,000 anni. L'Antartide ospita la maggior parte del volume di ghiaccio globale, tuttavia l'emisfero settentrionale ospita la più grande area di criosfera. I ricercatori sul clima si affidano alle misurazioni della criosfera per ottenere informazioni sul cambiamento climatico globale.
La criosfera influenza il clima del mondo attraverso tre proprietà distinte: riflettenza superficiale, diffusività termica e calore latente.
Riflettanza superficiale
Gran parte della criosfera riflette la radiazione solare del sole; questa reazione è nota come riflettanza superficiale. La riflettanza superficiale è misurata dalla differenza tra la radiazione solare riflessa e incidente, nota come albedo. In altre parole, l'albedo è il potere riflettente di una particolare superficie. Alcuni dei tassi più alti di albedo, tra 80% e 90%, si trovano in aree con copertura nevosa annuale.
Durante l'autunno e la primavera, i tassi di albedo sono più alti vicino ai poli. Parte di questa maggiore riflettività viene assorbita dalla copertura nuvolosa, che è particolarmente elevata durante le stesse stagioni. Aprile e maggio hanno i più alti livelli di radiazione solare nelle aree innevate del mondo e quindi, hanno il maggiore effetto sul bilancio radiativo globale.
Diffusività termica
La diffusività termica si riferisce alla velocità con cui il calore può trasferire attraverso un oggetto particolare. È determinato dividendo densità e capacità termica. In parole povere, è anche noto come "freddo al tatto" possa essere un oggetto particolare. Il calore viaggia significativamente più lentamente attraverso il ghiaccio e la neve che attraverso l'aria. Ciò significa che neve e ghiaccio aiutano a isolare il terreno e l'acqua sottostante dal trasferimento di calore. Il calore è ancora più lento quando la copertura di neve e ghiaccio raggiunge tra i centimetri 30 e 40. Questo funziona per tenere tutto sotto la neve e il ghiaccio leggermente più caldo durante i mesi invernali e leggermente più fresco durante i mesi estivi. Anche la diffusività termica gioca un ruolo importante nel clima.
Calore latente
Il calore latente si riferisce all'energia che viene rilasciata o immagazzinata in condizioni di temperatura costante. Ad esempio, il calore latente richiesto per sciogliere il ghiaccio è relativamente alto. In altre parole, nella criosfera, il calore latente è l'energia richiesta per cambiare lo stato dell'acqua (dal gas al liquido al solido). Il riscaldamento e il raffreddamento della neve e del ghiaccio contribuiscono al cambiamento climatico in tutto il mondo. Quando l'acqua evapora dalla superficie terrestre, diventa umidità nell'atmosfera. Ad esempio, si pensa che la stagione dei monsoni estivi in Eurasia sia causata dalle caratteristiche di raffreddamento della neve e del terreno umido durante la primavera.
Tipi di criosfera
Come accennato in precedenza, la criosfera si riferisce a tutte le aree congelate in tutto il mondo. Ciò include: neve, ghiaccio marino, ghiaccio d'acqua dolce, terreno ghiacciato e ghiacciai.
La neve
La neve costituisce la seconda area più grande della criosfera, coprendo oltre 18 milioni di miglia quadrate. La maggior parte di questa area si trova nell'emisfero settentrionale e varia da 17.9 milioni di miglia quadrate in inverno a solo 1.46 milioni di miglia quadrate durante l'estate. La copertura nevosa nordamericana è rimasta pressoché la stessa per la maggior parte di questo secolo nonostante l'aumento della temperatura primaverile. Tuttavia, questo non è il caso in Eurasia, dove la copertura nevosa è diminuita.
Lo scioglimento della copertura nevosa in montagna contribuisce alla maggior parte dell'acqua nei corsi d'acqua e nelle falde acquifere di tutto il mondo. Questo aiuta a spiegare perché le montagne costituiscono circa il 40% delle aree protette globali. I ricercatori si aspettano che il cambiamento climatico globale influenzi i livelli delle precipitazioni e la quantità e i tempi del disgelo. Ciò, a sua volta, influenzerà le procedure di gestione delle acque in tutto il mondo.
Mare ghiacciato
Grandi porzioni dell'oceano vicino ai poli nord e sud sono coperte di ghiaccio. Nell'emisfero australe, le coperture di ghiaccio marino tra 6.56 milioni di miglia quadrate e 7.7 milioni di miglia quadrate a settembre. A febbraio, questo numero può scendere fino a 1.15 milioni di miglia quadrate. La variazione stagionale non è così netta nell'emisfero settentrionale. Il ghiaccio marino nella regione artica ha subito una diminuzione costante di circa 2.7% ogni 10 anni da 1978 a 1995. Da 1978 a 2012, la misura cambia in diminuzione di 3.8%. La regione antartica, tuttavia, ha indicato un aumento di circa 1.3% ogni decennio.
Ghiaccio d'acqua dolce
Il ghiaccio d'acqua dolce si trova nei fiumi e nei laghi. In genere, si tratta di un evento stagionale e di solito non si trova tutto l'anno, come il ghiaccio marino. Poiché questa copertura ghiacciata si verifica a stagione e su un'area significativamente più piccola, il suo effetto sul clima è minimo. Le registrazioni di copertura e rottura del ghiaccio annuale possono tuttavia indicare cambiamenti nel clima globale. Questo è particolarmente vero per il ghiaccio del lago. La disgregazione del ghiaccio fluviale è una fonte meno affidabile di informazioni sui cambiamenti climatici poiché è ampiamente influenzata da entrambe le modifiche al flusso dell'acqua e alle temperature circostanti.
Terreno congelato
I terreni ghiacciati comprendono le aree con permafrost. Nell'emisfero settentrionale, il terreno ghiacciato copre un'area di circa 20.84 milioni di miglia quadrate. Le aree del permafrost non vengono misurate con la stessa facilità, ma le stime suggeriscono che copra 20% dell'area terrestre nell'emisfero settentrionale.
Nelle stagioni più calde, la profondità del terreno ghiacciato ha dimostrato di influenzare sia gli eventi idrologici che quelli geomorfici. L'influenza del permafrost, tuttavia, deve ancora essere identificata. Questo perché il permafrost consiste sia di ghiaccio che di terra e rocce a temperature di congelamento. La temperatura del permafrost dell'Alaska è aumentata di 2.4 ° C negli ultimi decenni.
Ghiacciai
Ghiacciai e calotte di ghiaccio sono considerati parte della criosfera. Entrambi consistono in grandi masse di ghiaccio che si trovano sulla cima del terreno. Queste masse di ghiaccio si sciolgono, si assottigliano e si allargano man mano che si spostano attraverso la terra. Approssimativamente il 77% dell'acqua dolce del mondo si trova nelle calotte glaciali. L'acqua nei ghiacciai e nelle calotte di ghiaccio può rimanere congelata tra 100,000 e 1 milioni di anni.
I ricercatori stanno ancora studiando gli effetti dei ghiacciai sul cambiamento climatico globale. Attualmente, si ritiene che abbiano poca influenza sulle temperature globali. Tuttavia, i ghiacciai si sono sciolti a velocità più elevate negli ultimi decenni. Le stime suggeriscono che durante il 20esimo secolo, questi scioglimento dei ghiacciai e delle calotte glaciali hanno contribuito tra 33% e 50% dell'aumento dei livelli del mare.
Poiché i ghiacciai e le calotte di ghiaccio raggiungono le coste, tendono a rompere l'oceano. Questa azione è indicata come parto. Si ritiene che il parto sia responsabile della maggior parte delle perdite di massa osservate nei ghiacciai e nelle calotte glaciali. La calotta glaciale della Groenlandia sta attualmente vivendo una perdita significativa, tuttavia, la calotta polare antartica è cresciuta. Nonostante ciò, gli scienziati rimangono preoccupati che la calotta glaciale dell'Antartide occidentale crollerà nell'oceano. Il suo collasso comporterebbe un innalzamento del livello del mare tra i piedini 19.68 e i piedini 22.96, sufficienti a causare una significativa distruzione alle comunità costiere di tutto il mondo.
