Какво е криосферата?

Криосферата е замръзналата част от земната повърхност. Това включва ледници, сняг, морски лед, сладководен лед, вечна замръзналост, ледени шапки и ледени покривки. Криосферата играе важна роля в глобалния климат, като влияе върху хидрологията, облаците, валежите и циркулацията на атмосферата и океаните. Терминът криология се отнася до науката за криосферите и деглацирането е загубата на криосферата (като намаляване на глобалното ледено съдържание поради глобалното затопляне).

Физически свойства на криосферата

Съществуването на криосферата варира в широки граници в зависимост от конкретното му местоположение по света. Например, снежният и сладководният лед може да съществува само през зимните сезони на много места, докато много ледници са били замразени в продължение на повече от 10 000 години. Антарктика е дом на по-голямата част от световния леден обем, но в северното полукълбо се намира най-голямата криосфера. Изследователите на климата разчитат на измерванията на криосферата за информация за глобалните климатични промени.

Криосферата влияе на световния климат чрез три различни свойства: повърхностно отражение, топлинна дифузия и латентна топлина.

Отразяваща повърхност

Голяма част от криосферата отразява слънчевата слънчева радиация; тази реакция е известна като повърхностна отражение. Повърхностното отражение се измерва чрез разликата между отразеното и падащото слънчево лъчение, известно като албедо. С други думи, албедо е отразяващата сила на дадена повърхност. Някои от най-високите стойности на албедото, между 80% и 90%, се намират в райони със снежно покритие през цялата година.

През есента и пролетта скоростите на албедото са по-високи в близост до полюсите. Част от тази повишена отражателна способност се абсорбира от покритието на облака, което е особено високо през същите тези сезони. Април и май имат най-високите нива на слънчева радиация в покритите със сняг в света зони и следователно имат най-голям ефект върху глобалния радиационен баланс.

Термична дифузия

Термичната дифузивност се отнася до скоростта, с която топлината може да премине през определен обект. Определя се чрез разделяне на плътността и топлинния капацитет. От гледна точка на неспециалистите, той е известен и като „студено докосване“ на определен обект. Топлото преминава значително по-бавно през лед и сняг, отколкото през въздуха. Това означава, че снегът и ледът помагат за изолиране на земята и водата под пренос на топлина. Топлината е дори по-бавна, когато снежната и ледената покривка достигне между 30 и 40 сантиметра. Това работи, за да запази всичко под снега и леда малко по-топло през зимните месеци и малко по-хладно през летните месеци. Термичната дифузия също играе важна роля в климата.

Латентна топлина

Латентната топлина се отнася до енергия, която се освобождава или съхранява в условия на постоянна температура. Например, латентната топлина, необходима за топене на леда, е сравнително висока. С други думи, в криосферата латентната топлина е енергията, необходима за промяна на състоянието на водата (от газ до течност до твърдо вещество). Отоплението и охлаждането на снега и леденото покритие допринасят за промените във времето по целия свят. Когато водата се изпарява от земната повърхност, тя става влага в атмосферата. Например, смята се, че сезонът на летния мусон в Евразия се дължи на охлаждащите характеристики на снега и влажната почва през пролетта.

Видове криосфера

Както вече споменахме, криосферата се отнася до всички замразени зони по света. Това включва: сняг, морски лед, сладководен лед, замръзнала земя и ледници.

сняг

Сняг представлява втората по големина площ на криосферата, покриваща над 18 милиона квадратни мили. По-голямата част от тази област е в северното полукълбо и варира от 17, 9 милиона квадратни мили през зимата до едва 1, 46 милиона квадратни мили през лятото. Снежната покривка в Северна Америка остава почти същата през по-голямата част от този век, въпреки повишената пролетна температура. Това обаче не е така в Евразия, където снежната покривка е намаляла.

Топенето на планинския сняг допринася по-голямата част от водата за потоци и подземни води по целия свят. Това помага да се обясни защо планините съставляват около 40% от световните защитени територии. Изследователите очакват глобалните климатични промени да повлияят нивата на валежите и количеството и времето на топене на сняг. Това от своя страна ще засегне световните процедури за управление на водите.

Морски лед

Големи части от океана близо до северния и южния полюс са покрити с лед. В южното полукълбо морският лед обхваща между 6, 56 милиона квадратни мили и 7, 7 милиона квадратни мили през септември. През февруари този брой може да падне до 1, 15 милиона квадратни мили. Сезонното отклонение не е толкова рязко в Северното полукълбо. Морският лед в Арктическия регион постоянно намалява с приблизително 2, 7% на всеки 10 години от 1978 до 1995 г. От 1978 г. до 2012 г. измерванията се променят до 3, 8%. Регионът на Антарктика обаче показва увеличение от около 1, 3% на всеки десетилетие.

Сладководен лед

Сладководният лед може да се намери в реки и езера. Обикновено това е сезонна поява и обикновено не се среща през цялата година, като морски лед. Тъй като това покритие на лед се случва на сезон и върху значително по-малка площ, ефектът му върху климата е минимален. Записите за годишното ледено покритие и разпадането обаче могат да показват промени в глобалния климат. Това е особено вярно за езерото. Разрушаването на речния лед е по-малко надежден източник на информация за изменението на климата, тъй като до голяма степен е повлияно както от промените на водния поток, така и от околните температури.

Замразена земя

Замразената земя включва райони с вечна замръзване. В Северното полукълбо замръзналата земя обхваща площ от около 20, 84 милиона квадратни мили. Площите с вечна замръзналост не се измерват толкова лесно, но оценките показват, че тя покрива 20% от територията на Северното полукълбо.

В по-топлите сезони, дълбочината на замръзналата земя е доказано, че влияе както на хидроложки, така и на геоморфни събития. Влиянието на вечната замръзналост обаче все още не е идентифицирано. Това е така, защото вечната замръзналост се състои от лед и почва и скали при ниски температури. Температурата на вечния лед на Аляска се е увеличила с 2.4 ° C през последните няколко десетилетия.

Ледниците

Ледниците и ледените покривки се считат за част от криосферата. И двете се състоят от големи ледени маси, които седят на земята. Тези ледени маси се стопят, стават по-тънки и се разпространяват по-широко, докато се движат по суша. Приблизително 77% от световната сладка вода се намира в ледени покривки. Водата в ледниците и ледената покривка може да остане замразена между 100 000 и 1 милион години.

Изследователите все още изучават влиянието на ледниците върху глобалното изменение на климата. В момента се смята, че те имат малко влияние върху глобалните температури. Въпреки това през последните няколко десетилетия ледниците се топиха с повишени скорости. Оценките показват, че през 20-ти век тези топящи се ледници и ледени покриви са допринесли за между 33% и 50% от повишаването на морското равнище.

Тъй като ледниците и ледените покривки достигат до крайбрежието, те са склонни да се откъснат в океана. Това действие се нарича отелване. Смята се, че отелването е отговорно за по-голямата част от загубата на маса, наблюдавана в ледниците и ледените покривки. Понастоящем ледената покривка на Гренландия изпитва значителни загуби, но антарктическият леден пласт нараства. Въпреки това учените остават загрижени, че западноантарктическият лед ще се срине в океана. Неговият срив би довел до повишаване на морското равнище между 19, 68 фута и 22, 96 фута, достатъчно, за да предизвика значителни разрушения на крайбрежните общности по целия свят.