Grønlands indlandsis før sommeren 2013: Et klima med ekstremer i temperatur og nedbør

Jason E. Box, Peter L. Langen og Signe Bech Andersen

Dato: 18 juni 2013.

Hovedresultater:

  • Lufttemperaturen over Grønland er steget kraftigt siden midten af 1990’erne. Det seneste årti er sandsynligvis det varmeste siden middelaldervarmen, der sluttede for 860 år år siden.
  • Der har været en beskeden (12-20%) stigning i snefaldet over Grønland siden 1840’erne, som er forbundet med stigende temperatur.
  • Der er observeret et vedvarende nettotab af masse fra Grønlands indlandsis siden en periode med stabilitet og beskeden vækst i 1970’erne og 80’erne. Siden den lille istid, der sluttede i 1900, har observationsbaserede rekonstruktioner af iskappen vist et accelererende tab af is. De største tab siden 1840 er sket i det seneste årti.
  • Bidraget til globale havniveaustigninger fra Grønlands indlandsis i perioden 2002-2010 er mere end 6,1 mm. Næst efter havets varmeudvidelse er dette det største enkeltbidrag til de observerede havniveaustigninger.
  • År 2012 gav et rekordstort istab for Grønlands indlandsis.
  • Foråret 2013 bød på lufttemperaturer over normalen og meget lidt snefald alle steder undtaget Sydøstgrønland. Samtidig var det et meget koldt forår i Nordvesteuropa. Den velkendte temperaturvippe med modsatte temperaturer i Vestgrønland og Nordvesteuropa har været stærk i både somre og vintre siden 2007.
  • Observationer og modelresultater inden  smeltesæsonens begyndelse i 2013 peger på et mere variabelt klima end normalt for Grønland i de seneste årtier. Ekstremer i snefald og temperaturer gør den kommende smeltesæson svær at forudsige.
  • Der er flere og flere tegn på, at det svindende havisdække i Arktis har indflydelse på klimaet på den nordlige halvkugles mellembreddegrader, Nordatlanten og den grønlandske indlandsis. Dette kan føre til vedvarende varme, kolde, våde eller tørre perioder.
Figur 1. Øverst: Dagligt overflademassebidrag over hele Grønlands indlandsis (i Gigaton (Gt) pr dag) fra september 2011 til august 2012. Et Gigaton (1 Gt = 1.000.000.000.000 kg) svarer til 1 kubikkilometer ferskvand. Nederst: Som øverst men akkumuleret fra 1. september (i Gt).

Overfladesmeltning

Der er to måder hvorpå Indlandsisen mister masse: gennem kælving fra udløbsgletsjerne og smeltevand fra iskappens overflade. Overfladebidragene er fra snefald, sublimation (fordampning fra sne og is) og smeltning. Midlet over hele indlandsisen har denne ”overflademassebalance” været faldende siden midten af 1990’erne og har nået rekordlave niveauer i årene 2010 og 2012 (1).

I løbet af sommeren 2012 rullede en slags hedebølge hen over Grønland og førte til ekstrem smeltebetingelser med smeltning over 98% af indlandsisen. Det gennemsnitlige maximale smelteareal er under 66%. Året 2012 står også frem sammen med 2010 som et ekstremt smelteår i observationerne med PROMICE’s automatiske vejrstationer: der blev sat rekord med mere end 8 meter smeltet is ved QAS_L-stationen i Sydgrønland.

Modellering af overflademassebalancen peger på, at nettobidraget fra overfladen var 350 til 400 Gt under normalen og dermed meget tæt på 0 i sæsonen fra september 2011 til august 2012 (1). For at iskappen kan være i massebalance, skal overflademassebalancen være en positiv størrelse, der modsvares af massetab fra kælving af isbjerge og smeltning ved bunden. Den meget lave overflademassebalance i 2012 stammer fra en serie af store smeltebegivenheder i løbet af sommeren, hvoraf særligt den i midt-juli står frem.

Figur 2. ”Store Gletscher”, 5 km bred og 500 m tyk, flyder hvert år 10 km og ligger på andenpladsen over isbjergsproduktion i hele Vestgrønland. Foto: J. Box

Gletsjere

Marine udløbsgletsjere er den vej fast is kan bevæge sig i store mængder fra den store iskappe til havet, hvor isen brækker af som isbjerge (kælver). Tilbagetrækningen af gletsjere som følge af meget kælvning fører til acceleration af isbevægelsen og massetab fra indlandsisen og bidrager dermed til havniveauet. Havniveauet ændres ikke, hvis istabet balanceres af tilvækst fra snefald. Denne balance har dog været kraftigt negativ (massetab til havene) siden en kold periode i 1980’erne og slutningen af den lille istid sidst i 1800-tallet.

Studier af satellitbilleder peger på, at i året op til afslutningen af 2012’s smeltesæson mistede udløbsgletsjerne tilsammen et areal på 297 kvadratkilometer (2). Dette store tab i 2011/12 er delvis drevet af det 150 kvadratkilometer store tab fra Petermann-gletsjeren i Nordvestgrønland. Petermann tabte desuden 240 kvadratkilometer i 2010. Det samlede tab fravrister Petermann positionen som den største flydende gletsjertunge i Arktis – en titel som nu bæres af ”N 79”-gletsjeren i Nordøstgrønland.

Figur 4. Mere end 20 danske PROMICE automatiske vejrstationer er blevet opstillet på Grønlands indlandsis siden 2007 (3).
Figur 5. Bidraget til globalt havniveau fra Grønlands indlandsis fra en klimarekonstruktion (4). Bidrag pr årti er vist for forskellige perioder med farvede cirkler. ”Barystatic” betyder stigning i havniveau pga ferskvand.

Total masseændring og bidrag til globalt havniveau

 

Ved at kombinere observationer af temperaturer fra vejrstationer ved kysten eller inde i landet med iskerner og regional klimamodellering har det været muligt at rekonstruere ændringer i størrelsen af Indlandsisen (4). Disse viser, at iskappens bidrag til havniveauet er accelereret og har givet 28 mm siden 1840. Det maksimale bidrag er på 6,1 mm pr årti i perioden 2002-2010 (Fig5).

Siden 1840, mens Grønland stadig var i den lille istid, er smeltevandsafstrømningen fra Grønlands indlandsis forøget med 60% (5), og det marine massetab (fra kælving og smeltning under vandet fra marine udløbsgletsjere) er forøget med 44%. Disse tab overstiger forøgelsen i snefald på 12-20% over Indlandsisen siden 1840 (6).

Kort sagt: Grønlands indlandsis mister masse. Og tilsyneladende med stigende fart.

Figur 6. Som det ofte er tilfældet, er det varmt i Vestgrønland, når det er koldt i Nordvesteuropa. Dette er et velkendt udslag af den Nordatlantiske Oscillation. Data fra NCEP/NCAR 40-year reanalysisproject (11).

Observationer i 2013 før smeltesæsonen

 

Vejr- og klimadata fra januar til marts 2013 viser unormalt høje temperaturer og lavt snefald langs Grønlands vestkyst (Fig6), en kombination, der gør kraftig smeltning senere på sæsonen mere sandsynlig. Samtidig har Danmark, via klimavippen mellem Vestgrønland og Nordvesteuropa (7), haft det koldeste forår i årtier. De omvendte temperaturvariationer mellem Vestgrønland og Nordvesteuropa er velkendte. I hver sommer siden 2007 har en ekstrem af dette mønster ført til ekstra smeltning over indlandsisen (8). Der er flere og flere tegn på, at det svindende arktiske havisdække har indflydelse på det Nordatlantiske klima og endda forstyrrer vejret endnu længere sydpå. Dette fører til mere statiske vejrsituationer, der kan være varmere, koldere, vådere eller tørrere end ellers(9,10).

For 2013 vendte mønsteret i slutningen af april 2013, hvor temperaturerne faldt vel under normalen og snefaldet tog fart.

Observationer og modellering forud for smeltesæsonen 2013 peger på et mere variabelt klima end normalt for Grønland med ekstremer i snefald og temperatur. Dette gør den kommende smeltesæson svær at forudsige. Dog er de seneste seks somre i træk karakteriseret ved unormalt høje temperaturer og skyfrie betingelser over Grønland, der er forbundet med vedvarende ekstremer i den atmosfæriske cirkulation. Disse ser ud til at være forbundet med et fald i snedækket over Nordamerika og Sibirien.

Referencer

(1) Evidence and analysis of 2012 Greenlandrecords from spaceborne observations,a regional climate model and reanalysisdata. M. Tedesco1, X. Fettweis, T. Mote, J. Wahr, P. Alexander, J. Box, andB. Wouters. The Cryosphere, 7, 615-630, 2013.

(2) Opdatering af: Greenland marine-terminating glacier area changes: 2000–2010, Box, J.E. and D.T. Decker, Annals of Glaciology, 52(59) 91-98, 2011.

(3) A new programme for monitoring the mass loss of the Greenland ice sheet. A.P. Ahlstrøm, P. Gravesen, S.B. Andersen, D. van As, M. Citterio, R.S. Fausto, S. Nielsen, H.F. Jepsen, S.S. Kristensen, E.L. Christensen, L. Stenseng, R. Forsberg, S. Hanson, D. Petersen and PROMICE Project Team. Geological Survey of Denmark and Greenland Bulletin 15, 61-64, 2008.

(4) Greenland ice sheet mass balance reconstruction. Part III: Marine ice loss and total mass balance (1840-2010), Box, J.E. and W. Colgan, J. Climate, accepteret 13.marts, 2013.

(5) Greenland ice sheet mass balance reconstruction. Part II: Surface mass balance (1840-2010), Box, J. E., J. Climate, accepteret 13. marts, 2013.

(6) Greenland ice sheet mass balance reconstruction. Part I: net snow accumulation (1600-2009), Box, J.E., N. Cressie, D.H. Bromwich, J. Jung, Michiel van den Broeke, J.H. van Angelen, R.R. Forster, C. Miège, E. Mosley-Thompson, B. Vinther, J.R. McConnell, J. Climate, doi: http://dx.doi.org/10.1175/JCLI-D-12-00373.1 2013.

(7) van Loon, H. and J.C. Rogers, 1978: The Seesaw in Winter Temperatures Between Greenland and Northern Europe. Part I: General Description. Mon. Wea. Rev., 106, 296 310.

(8) Greenland ice sheet albedo feedback: thermodynamics and atmospheric drivers, Box, J. E., X. Fettweis, J.C. Stroeve, M. Tedesco, D.K. Hall, and K. Steffen, The Cryosphere, 6, 821-839, doi:10.5194/tc-6-821-2012, 2012.

(9) Evidence linking Arctic amplification to extreme weather in mid-latitudes, Francis, J. A., and S. J. Vavrus, Geophys. Res. Lett., 39, L06801, doi:10.1029/2012GL051000, 2012

(10) The recent shift in early summer Arctic atmospheric circulation, Overland, J. E., J. A. Francis, E. Hanna, and M. Wang, Geophys. Res. Lett., 39, L19804, doi:10.1029/2012GL053268, 2012.

(11) Kalnay et al.,The NCEP/NCAR 40-year reanalysis project, Bull. Amer. Meteor. Soc., 77, 437-470, 1996.