Em uma descoberta que pode ajudar os cientistas a prever melhor o aumento do nível do mar em um mundo em aquecimento, Pesquisadores da Brown University descobriram um fator subestimado que controla a taxa de derretimento do manto de gelo da Groenlândia.

A pesquisa, publicado no jornal Avanços da Ciência , usou imagens de satélite para rastrear o movimento da linha de neve do manto de gelo - a elevação acima da qual a superfície está coberta de neve, e abaixo do qual o gelo puro é exposto. O estudo mostrou que a elevação da linha de neve variou significativamente de ano para ano, e que sua variação exerceu uma influência desproporcional na quantidade de radiação solar que a camada de gelo absorveu. Mudanças na elevação da linha de neve de ano para ano explicaram mais da metade da variabilidade de radiação anual na camada de gelo, o estudo descobriu.

Em última análise, a quantidade de radiação que a camada de gelo absorve determina até que ponto ela derrete.

"As pessoas que estudam as geleiras alpinas reconhecem a importância das linhas de neve há anos, mas ninguém os havia estudado explicitamente na Groenlândia antes, "disse Laurence C. Smith, bolsista visitante no Institute at Brown for Environment and Society (IBES) e co-autora do estudo. "Este estudo mostra pela primeira vez que esta divisão simples entre gelo puro e neve é ​​mais importante quando se trata de derretimento do que uma série de outros processos que recebem mais atenção."

Os resultados têm implicações significativas para prever o aumento do nível do mar no futuro, dizem os pesquisadores. O derretimento do manto de gelo da Groenlândia é um grande contribuinte para os níveis globais do mar, e este estudo mostra que os modelos climáticos regionais usados ​​para prever o escoamento futuro geralmente prevêem as linhas de neve de maneira imprecisa.

"Descobrimos que os modelos não reproduzem muito bem as linhas de neve, o que adiciona uma incerteza às projeções futuras, "disse Jonathan C. Ryan, pesquisador de pós-doutorado na Brown e principal autor do estudo. "Mas agora que mostramos a importância do efeito da linha de neve, e ter algumas observações diretas das posições da linha de neve, espero que possamos melhorar esses modelos daqui para frente. "

A razão pela qual a linha da neve é ​​tão importante tem a ver com a diferença de refletividade entre a cobertura de neve e o gelo descoberto. A neve é ​​extremamente brilhante e reflete de volta para a atmosfera a maior parte da luz do sol que recebe. O gelo puro é muito mais escuro, e, portanto, reflete menos radiação. Em vez de, mais radiação é absorvida, que aquece o gelo e leva ao derretimento. Esses processos são bem compreendidos pelos cientistas há anos. O que não se sabia era até que ponto eles atuam na camada de gelo da Groenlândia, e em que medida a migração da linha de neve pode regular o derretimento de ano para ano.

Ryan diz que primeiro teve uma ideia da importância do movimento da linha de neve ao fazer o trabalho de campo no manto de gelo. Ele e seus colegas estavam tentando registrar as posições das linhas de neve com drones aéreos. Cada dia, eles voaram seus drones para o interior através do gelo nu. Quando eles alcançaram a linha de neve, eles gravaram a posição, viraram seus drones e voaram de volta. Em um ponto durante a temporada de campo, eles tiveram que parar de voar por alguns dias por causa dos ventos fortes. Quando eles voltaram a voar, eles encontraram algo surpreendente.

"De repente, a linha de neve desapareceu, "Ryan disse." Em alguns dias, ele havia se movido cerca de 30 quilômetros acima do manto de gelo e agora estava fora do alcance de nossos drones. Esse foi o primeiro momento em que pensamos que deveríamos investigar os efeitos do movimento da linha de neve no derretimento. "

Para o estudo, Ryan e seus colegas usaram imagens do instrumento MODIS, um espectrorradiômetro de imagem que voa a bordo do satélite Terra da NASA. Eles conseguiram obter uma série temporal de posições na linha de neve de 2001 a 2017. Eles também puderam medir a refletividade da cobertura de neve e do gelo descoberto.

As imagens confirmaram um movimento substancial da linha de neve de uma estação para outra e de um ano para outro - atingindo uma elevação máxima em 2012, um ano recorde para o derretimento do manto de gelo. Também havia uma diferença substancial na refletividade entre a neve e o gelo. A neve refletiu em média cerca de 79% da radiação que a atingiu. O gelo, Enquanto isso, refletido apenas entre 45 e 57 por cento. O movimento da linha da neve combinado com as diferenças na refletividade significa que a posição da linha da neve desempenha um papel dominante no controle da absorção de energia da camada de gelo. Tudo dito, 53 por cento da variabilidade da radiação de ano para ano pode ser explicada pela posição da linha de neve, os pesquisadores descobriram.

Esse número de 53 por cento supera outros fatores que os pesquisadores investigaram. Por exemplo, os pesquisadores pensaram que os processos que tornam o gelo nu já escuro mais escuro com o tempo teriam um grande papel no controle da absorção de energia. Poço de água, camadas de sujeira e crescimento de algas podem escurecer o gelo puro, tornando-o ainda menos reflexivo. O estudo descobriu que esses fatores fizeram diferença na absorção de energia, apenas não tanto quanto a pesquisa anterior havia assumido. Descobriu-se que a posição da linha da neve teve uma influência cinco vezes maior na absorção de energia do que o escurecimento do próprio gelo.

"Isso é uma surpresa porque tem havido muito trabalho ultimamente nesses processos de escurecimento do gelo, "Disse Smith." Acontece que, neste caso, estávamos sentindo falta do elefante na sala, que é a linha da neve. "

Tendo estabelecido a importância da linha da neve na absorção de energia - e, finalmente, no derretimento e escoamento - os pesquisadores queriam ver se os modelos climáticos regionais capturavam adequadamente o efeito da linha da neve. Isso é importante porque esses modelos são usados ​​para prever o escoamento futuro da camada de gelo da Groenlândia.

Os pesquisadores descobriram que dois modelos principais não conseguem capturar a elevação da linha de neve com precisão. Um modelo, conhecido como MAR, definir as linhas de neve muito altas e, portanto, provavelmente superestimando o escoamento em anos de alto degelo. O outro modelo, conhecido como RACMO, definir as linhas de neve muito baixas, o que significa que provavelmente subestima o escoamento futuro em um clima mais quente.

Dada a importância da posição da linha de neve revelada neste estudo, os pesquisadores dizem que é importante que os modelos acertem a linha da neve.

"Estamos colaborando agora com os modeladores, fornecendo-lhes nossas linhas de neve observadas, "Ryan disse." Isso lhes dá alguma verdade básica que eles deveriam ser capazes de usar para ajustar seus modelos. Agora, há algo para se almejar. "

O resultado dessas melhorias na modelagem da linha de neve, os pesquisadores dizem, seriam previsões mais precisas das futuras contribuições da Groenlândia para a elevação do nível do mar.