2 mei 2018

Meren van smeltwater ontstaan niet alleen in de zomer

Föhnwind doet sneeuw op Antarctica ook 's winters smelten

Het basiskamp van de gletsjeronderzoekers op de locatie van zomerse smeltmeren. (© Nick Gillett)
Het basiskamp van de gletsjeronderzoekers op de locatie van zomerse smeltmeren (foto Nick Gillett)

Terwijl op Antarctica de zon in de winter niet schijnt, is het er op sommige plaatsen af en toe toch zo warm dat sneeuw van gletsjers smelt. De oorzaak: warme wind. Dat ontdekte de Utrechtse gletsjeronderzoeker Peter Kuipers Munneke door resultaten van weerstations en satellieten met elkaar te combineren. De publicatie verscheen woensdag 2 mei online in Geophysical Research Letters.

Op Antarctica is het in de winter maandenlang pikdonker en steenkoud. In het binnenland kan het wel -80 graden Celsius worden. Aan de kust, daarentegen, is het ook in de winter meestal een stuk minder koud: zo’n -25 graden Celsius. Nu blijkt dat het op die relatief warme plekken af en toe ’s winters nóg warmer is. Als het kwik daarbij boven nul komt, smelt de sneeuw en ontstaan op de onderliggende gletsjer naast elkaar meerdere meren van smeltwater. Elk van de meren is zo’n vijftig meter breed, een kilometer lang en één à twee meter diep.

Geen zonnewarmte

Gletsjerwetenschapper Peter Kuipers Munneke van IMAU, het klimaatinstituut van de Universiteit Utrecht (UU), leidde het onderzoek waarin de UU samenwerkte met diverse Britse en Amerikaanse instituten. Kuipers Munneke is verrast door de uitkomsten. “De smeltmeren komen voor op de Larsen C ijsplaat, een grote drijvende gletsjer in het noorden van Antarctica, waar vorig jaar juli nog een grote ijsberg afbrak. We hadden niet gedacht dat het daar zó hard kon smelten in de winter. Het is er tenslotte aardedonker, dus de zon geeft geen warmte af. Vier jaar geleden hebben we een weerstation neergezet om te onderzoeken hoe het kan dat er in dit gebied relatief veel sneeuw smelt. Onverwacht blijkt dat het komt door smelt in de winter, waarvoor warme wind de verklaring blijkt te zijn.”

Detail van het weerstation op de Larsen C ijsplaat in de zomer. (© David Ashmore)
Detail van het weerstation op de Larsen C ijsplaat in de zomer (© David Ashmore)

Föhnwind

Ongeveer één keer per week waait een zeer warme en droge wind van de bergen ten westen van de ijsplaat naar beneden. Deze föhnwind kan de temperatuur binnen enkele uren 15 tot 20 graden doen stijgen. Kuipers Munneke: “Alle winterwarmte komt door föhn, er is in die periode geen andere warmtebron. Tijdens krachtige föhn smelt er zo veel sneeuw, dat het smeltwater grote meren op het ijsoppervlak vormt. We kenden deze meren al lang van de zomer. Nu blijkt dat 20 tot 25 procent van alle smeltwater in de afgelopen jaren juist in de winter is ontstaan.”

Echt zo warm

Kuipers Munneke werd voor het eerst geattendeerd op de hoge temperaturen door een collega in het Britse Swansea. “In mei 2016 kreeg ik een e-mail van Adrian Luckman, de tweede auteur van mijn artikel. Hij vroeg zich af het inderdaad klopte dat één van onze weerstations een temperatuur van wel acht graden Celsius aangaf. Eerst dacht ik dat er iets mis was met het apparaat, of dat het een waarde was die we nog moesten corrigeren voor andere weersinvloeden die het warmer doen lijken. Maar dat bleek niet het geval. Het was er echt zo warm.”

Op satellietbeelden zagen we dat er grote smeltwatermeren waren ontstaan.
Peter Kuipers Munneke

iPhone 8

Kuipers Munneke heeft dankbaar gebruik gemaakt van satellietbeelden van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. “Op hun satellietbeelden zagen we dat in het gebied van het weerstation grote smeltwatermeren waren ontstaan. ESA heeft een paar jaar geleden nieuwe satellieten in gebruik heeft genomen die veel scherpere beelden opleveren dan voorheen. Op de nieuwe beelden zie je die smeltmeren heel goed. Voorheen besloeg iedere pixel op zo’n radarfoto een gebied van vijf bij vijf kilometer, maar met de nieuwe satellieten is dat nu in de orde van 40 bij 40 meter. Het is alsof je van de camera op je allereerste mobiele telefoon in één keer overstapt op die van de nieuwste iPhone 8.”

Geen invloed op zeespiegelstijging

Op de nieuwe radarbeelden kunnen de onderzoekers ook zien dat de smeltwatermeren in de loop van de winter weer bevriezen. Kuipers Munneke: “De meren ontstonden beide keren in mei, het begin van de Antarctische winter. Later in het winterseizoen bevroor het water weer en ontstonden op die plekken dikke plakken ijs. Het smeltwater stroomt daardoor niet de oceaan in en draagt dus ook niet bij aan de stijging van de zeespiegel.”

De satellietfoto van 27 mei 2016 toont parallelle winterse smeltmeren op de Larsen C ijsplaat. (© ESA)
De satellietfoto van 27 mei 2016 toont parallelle winterse smeltmeren op de Larsen C ijsplaat. (© ESA)

Instabiel

Toch heeft de ontdekking mogelijk gevolgen voor de toekomst. “In de afgelopen decennia zijn grote drijvende gletsjers van Antarctica afgebroken. De oorzaak daarvan was dat grote smeltwatermeren een aantal van die ijsplaten instabiel hadden gemaakt. Mogelijk zien we hier een proces dat in de toekomst in een veel groter gebied smeltmeren oplevert. Want we verwachten wel dat de hoeveelheid winterse smeltdagen in de toekomst groter zal zijn. Niet alleen doordat de temperatuur op aarde stijgt, maar ook doordat de westenwind op het zuidelijk halfrond toeneemt in een warmere wereld. En daarmee ook de föhnwinden die op Antarctica in de winter de smelt veroorzaken.”

Startonderzoek

De resultaten van glacioloog Kuipers Munneke vormen een eerste inzicht in wintersmelt op Antarctica. “Dankzij de oudere satellieten hadden we al een redelijk beeld van het aantal smeltdagen in de winter sinds 2000. Pas nu, met de combinatie van de nieuwe beelden en exacte temperaturen, kennen we ook de gevolgen. Maar daarmee weten we nog niet of het nu al vaker gebeurt dan vroeger. Dit is het startonderzoek waarmee we in de toekomst de hoeveelheid wintersmelt kunnen vergelijken.”

Publicatie

Intense winter surface melt on an Antarctic ice shelf
P. Kuipers Munneke*, A. J. Luckman, S. L. Bevan, C. J. P. P. Smeets*, E. Gilbert, M. R. van den Broeke*, W. Wang, C. Zender, B. Hubbard, D. Ashmore, A. Orr and J. C. King.
Geophysical Research Letters online publicatie, 2 mei 2018
* Verbonden aan de Universiteit Utrecht

Dit onderzoek is mede-gefinancierd door het Zwaartekrachtprogramma Netherlands Earth System Science Centre (NESSC) en onderdeel van het interdisciplinaire 'Pathways to Sustainability' Programma van de Universiteit Utrecht.