Čo je to kryosféra?

Kryosféra je zmrazená časť zemského povrchu. To zahŕňa ľadovce, sneh, morský ľad, sladkovodný ľad, permafrost, ľadové čiapky a ľadové lístky. Kryosféra hrá významnú úlohu v globálnej klíme ovplyvňovaním hydrológie, oblakov, zrážok a cirkulácie atmosféry a oceánov. Pojem kryológia sa vzťahuje na vedu o kryosférach a odplyňovaní je strata kryosféry (ako je zníženie globálneho obsahu ľadu v dôsledku globálneho otepľovania).

Fyzikálne vlastnosti kryosféry

Existencia kryosféry sa značne líši v závislosti od jej špecifickej polohy po celom svete. Napríklad sneh a sladkovodný ľad môžu na mnohých miestach existovať len počas zimných období, zatiaľ čo mnoho ľadovcov bolo zmrazených viac ako 10 000 rokov. Antarktída je domovom väčšiny globálneho objemu ľadu, ale na severnej pologuli je najväčšia oblasť kryosféry. Výskumníci v oblasti klímy sa spoliehajú na merania kryosféry pre informácie o globálnych klimatických zmenách.

Kryosféra ovplyvňuje svetovú klímu prostredníctvom troch odlišných vlastností: odrazivosť povrchu, tepelná difúznosť a latentné teplo.

Odrazivosť povrchu

Veľká časť kryosféry odráža slnečné slnečné žiarenie; táto reakcia je známa ako odrazivosť povrchu. Odrazivosť povrchu sa meria rozdielom medzi odrazeným a dopadajúcim slnečným žiarením, známym ako albedo. Inými slovami, albedo je odrazová sila konkrétneho povrchu. Niektoré z najvyšších hodnôt albedo, medzi 80% a 90%, sa nachádzajú v oblastiach s celoročným pokrytím snehom.

Počas jesene a jari, sadzby albedo sú vyššie v blízkosti pólov. Časť tejto zvýšenej reflektivity je absorbovaná pokrytím oblakom, ktoré je obzvlášť vysoké v týchto obdobiach. Apríl a máj majú najvyššie úrovne slnečného žiarenia v zasnežených oblastiach sveta, a preto majú najväčší vplyv na globálnu bilanciu žiarenia.

Tepelná difúznosť

Tepelná difuzivita označuje rýchlosť, ktorou môže teplo preniesť cez konkrétny objekt. Určuje sa deliacou hustotou a tepelnou kapacitou. Z laického hľadiska je tiež známe, ako môže byť konkrétny objekt „studený na dotyk“. Teplo sa šíri podstatne pomalšie cez ľad a sneh ako vzduch. To znamená, že sneh a ľad pomáhajú izolovať zem a vodu pod prenosom tepla. Teplo je ešte pomalšie, keď sneh a ľad pokrýva 30 až 40 centimetrov. V zimných mesiacoch sa tak všetko udržuje pod snehom a ľadom a počas letných mesiacov je mierne chladnejšie. Tepelná difuzivita hrá dôležitú úlohu aj v klíme.

Latentné teplo

Latentné teplo znamená energiu, ktorá sa uvoľňuje alebo skladuje v podmienkach s konštantnou teplotou. Napríklad latentné teplo potrebné na roztavenie ľadu je relatívne vysoké. Inými slovami, v kryosfére je latentné teplo energiou potrebnou na zmenu stavu vody (z plynu na kvapalinu na tuhé). Vykurovanie a chladenie snehu a ľadu prispieva k zmenám počasia po celom svete. Ako sa voda odparuje z povrchu Zeme, stáva sa vlhkosťou v atmosfére. Napríklad letná monzúnová sezóna v Eurázii je spôsobená chladiacimi vlastnosťami snehu a vlhkej pôdy počas jari.

Typy kryosféry

Ako bolo uvedené vyššie, kryosféra sa vzťahuje na všetky mrazené oblasti na celom svete. Patrí sem: sneh, morský ľad, sladkovodný ľad, zamrznutá zem a ľadovce.

Sneh

Sneh tvorí druhú najväčšiu oblasť kryosféry, ktorá pokrýva viac ako 18 miliónov štvorcových míľ. Väčšina tejto oblasti sa nachádza na severnej pologuli a pohybuje sa od 17, 9 milióna štvorcových míľ v zime do 1, 46 milióna štvorcových míľ v lete. Severoamerické snehové pokrytie zostalo takmer rovnaké vo väčšine tohto storočia napriek zvýšenej teplote na jar. Toto však nie je prípad Eurázie, kde sa znížilo pokrytie snehom.

Roztiahnutie horského snehu zasahuje väčšinu vody do tokov a podzemných vôd po celom svete. To pomáha vysvetliť, prečo hory tvoria približne 40% celosvetovo chránených oblastí. Výskumní pracovníci očakávajú, že globálne klimatické zmeny ovplyvnia úrovne zrážok a množstvo a načasovanie snehu. To zasa ovplyvní celosvetové postupy hospodárenia s vodou.

Morský ľad

Veľké časti oceánu v blízkosti severných a južných pólov sú pokryté ľadom. Na južnej pologuli, morský ľad pokrýva medzi 6.56 miliónov štvorcových míľ a 7.7 miliónov štvorcových míľ v septembri. Vo februári môže tento počet klesnúť až na 1, 15 milióna štvorcových míľ. Sezónne variácie na severnej pologuli nie sú také výrazné. Morský ľad v oblasti Arktídy sa neustále znižuje približne o 2, 7% každých 10 rokov od roku 1978 do roku 1995. Od roku 1978 do roku 2012 sa meranie mení na 3, 8%. Antarktická oblasť však každé desaťročie zaznamenala nárast o približne 1, 3%.

Sladkovodný ľad

Sladkovodný ľad sa nachádza v riekach a jazerách. Typicky ide o sezónny výskyt a zvyčajne sa nenachádza po celý rok, ako napríklad morský ľad. Pretože toto pokrytie ľadom sa vyskytuje za sezónu a na výrazne menšej ploche, jej vplyv na klímu je minimálny. Záznamy o ročnom pokrytí ľadom a rozpade však môžu naznačovať zmeny globálnej klímy. To platí najmä pre jazerný ľad. Rozpad riečneho ľadu je menej spoľahlivým zdrojom informácií o klimatických zmenách, pretože je vo veľkej miere ovplyvnený zmenami prietoku vody a okolitých teplôt.

Zamrznutá zem

Mrazená pôda zahŕňa oblasti s permafrostom. Na severnej pologuli má zamrznutá pôda rozlohu približne 20, 84 milióna štvorcových míľ. Oblasti permafrostu nie sú tak ľahko merateľné, ale odhady naznačujú, že pokrýva 20% rozlohy krajiny na severnej pologuli.

V teplejších ročných obdobiach sa ukázalo, že hĺbka zamrznutej pôdy ovplyvňuje hydrologické aj geomorfické udalosti. Vplyv permafrostu však zatiaľ nebol identifikovaný. Je to preto, že permafrost sa skladá z ľadu a pôdy a skál pri teplotách mrazu. Teplota aljašského permafrostu sa v posledných niekoľkých desaťročiach zvýšila o 2, 4 ° C.

ľadovca

Ľadovce a ľadovce sú považované za súčasť kryosféry. Obaja sa skladajú z veľkých ľadových hmôt, ktoré sedia na vrchole krajiny. Tieto ľadové hmoty sa roztopia, stávajú sa tenšie a šíria sa po zemi. Približne 77% svetovej sladkej vody sa nachádza v ľadovcoch. Voda v ľadovcoch a ľadovcoch môže zostať zamrznutá v rozmedzí 100 000 až 1 milión rokov.

Výskumníci stále skúmajú účinky ľadovcov na globálnu zmenu klímy. V súčasnosti sa predpokladá, že majú malý vplyv na globálne teploty. Ľadovce sa však počas niekoľkých posledných desaťročí topia vo vyšších rýchlostiach. Odhady naznačujú, že počas 20. storočia prispeli tieto topiace sa ľadovce a ľadovce medzi 33% a 50% nárastu hladiny mora.

Keď sa ľadovce a ľadovce dostávajú na pobrežie, majú tendenciu sa rozpadávať do oceánu. Táto akcia sa označuje ako otelenie. Predpokladá sa, že otelenie je zodpovedné za väčšinu masových strát pozorovaných v ľadovcoch a ľadovcoch. Grónska ľadová pokrývka v súčasnosti zažíva značné straty, avšak antarktický ľadový prírastok rastie. Napriek tomu sa vedci stále obávajú, že sa západný Antarktída rozpadne do oceánu. Jeho kolaps by mal za následok vzostup hladiny mora medzi 19, 68 stôp a 22, 96 stôp, čo by mohlo spôsobiť značné zničenie pobrežných spoločenstiev po celom svete.