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Criosfera

Descripción general de la criosfera y sus componentes más grandes [ 1 ] La criosfera es un término general que engloba las zonas de la superficie terrestre donde el agua se encu...

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Descripción general de la criosfera y sus componentes más grandes [ 1 ]

La criosfera es un término general que engloba las zonas de la superficie terrestre donde el agua se encuentra en estado sólido. Esto incluye el hielo marino , el hielo de lagos y ríos, la nieve , los glaciares , los casquetes polares , las capas de hielo y el suelo congelado (incluido el permafrost ). Por lo tanto, existe una superposición con la hidrosfera . La criosfera es una parte integral del sistema climático global . Además, ejerce importantes efectos de retroalimentación sobre dicho sistema . Estos efectos provienen de la influencia de la criosfera en los flujos de energía y humedad superficiales, las nubes , el ciclo del agua y la circulación atmosférica y oceánica .

Mediante estos procesos de retroalimentación, la criosfera desempeña un papel importante en el clima global y en la respuesta de los modelos climáticos a los cambios globales. Aproximadamente el 10 % de la superficie terrestre está cubierta de hielo, pero esta cantidad está disminuyendo rápidamente. [ 2 ] Las reducciones actuales en la criosfera ( causadas por el cambio climático ) se pueden medir en el derretimiento de las capas de hielo , la disminución de los glaciares , la disminución del hielo marino , el deshielo del permafrost y la disminución de la capa de nieve.

Definición y terminología

La criosfera describe aquellas porciones de la superficie terrestre donde el agua se encuentra en estado sólido. El agua congelada se encuentra en la superficie terrestre principalmente como nieve , hielo de agua dulce en lagos y ríos , hielo marino , glaciares , capas de hielo y suelo congelado y permafrost (suelo permanentemente congelado).

La criosfera es uno de los cinco componentes del sistema climático . Los otros son la atmósfera , la hidrosfera , la litosfera y la biosfera . [ 3 ] : 1451

El término criosfera proviene de la palabra griega kryos , que significa frío , escarcha o hielo , y de la palabra griega sphaira , que significa globo o bola . [ 4 ]

Las ciencias criosféricas son un término general que engloba el estudio de la criosfera. Como ciencia de la Tierra interdisciplinaria , muchas disciplinas contribuyen a ella, sobre todo la geología , la hidrología , la meteorología y la climatología ; en este sentido, es comparable a la glaciología .

El término desglaciación describe el retroceso de las formaciones criosféricas.

Propiedades e interacciones

La criosfera (abajo a la izquierda) es uno de los cinco componentes del sistema climático . Los otros son la atmósfera , la hidrosfera , la litosfera y la biosfera . [ 3 ] : 1451

Hay varias propiedades físicas fundamentales de la nieve y el hielo que modulan los intercambios de energía entre la superficie y la atmósfera . Las propiedades más importantes son la reflectancia de la superficie ( albedo ), la capacidad de transferir calor (difusividad térmica) y la capacidad de cambiar de estado ( calor latente ). Estas propiedades físicas, junto con la rugosidad de la superficie, la emisividad y las características dieléctricas , tienen implicaciones importantes para la observación de la nieve y el hielo desde el espacio. Por ejemplo, la rugosidad de la superficie suele ser el factor dominante que determina la intensidad de la retrodispersión del radar . [ 5 ] Propiedades físicas como la estructura cristalina , la densidad, la longitud y el contenido de agua líquida son factores importantes que afectan las transferencias de calor y agua y la dispersión de la energía de microondas .

Tiempo y duración de la residencia

El tiempo de residencia del agua en cada uno de los subsistemas criosféricos varía considerablemente. La nieve y el hielo de agua dulce son esencialmente estacionales, y la mayor parte del hielo marino, a excepción del hielo del Ártico central , dura solo unos pocos años si no es estacional. Sin embargo, una partícula de agua determinada en glaciares, capas de hielo o hielo subterráneo puede permanecer congelada durante 10 000 a 100 000 años o más, y el hielo profundo en algunas partes de la Antártida Oriental puede tener una antigüedad cercana al millón de años.

La mayor parte del volumen de hielo del mundo se encuentra en la Antártida , principalmente en la capa de hielo de la Antártida Oriental . Sin embargo, en términos de extensión areal, la extensión de nieve y hielo invernal del hemisferio norte comprende la mayor área, alcanzando un promedio del 23 % de la superficie hemisférica en enero. La gran extensión areal y el importante papel climático de la nieve y el hielo están relacionados con sus propiedades físicas únicas. Esto también indica que la capacidad de observar y modelar la extensión, el espesor y las propiedades radiativas y térmicas de la capa de nieve y hielo es de particular importancia para la investigación climática . [ 6 ]

Reflectancia superficial

La reflectancia superficial de la radiación solar incidente es importante para el balance energético superficial (BES). Es la relación entre la radiación solar reflejada y la incidente, comúnmente conocida como albedo . Los climatólogos se interesan principalmente en el albedo integrado en la porción de onda corta del espectro electromagnético (~300 a 3500  nm), que coincide con la principal entrada de energía solar. Por lo general, los valores de albedo para superficies cubiertas de nieve que no se derriten son altos (~80-90%), excepto en el caso de los bosques.

Los albedos más altos de la nieve y el hielo provocan cambios rápidos en la reflectividad de la superficie en otoño y primavera en latitudes altas, pero la importancia climática general de este aumento está modulada espacial y temporalmente por la cobertura nubosa . (El albedo planetario está determinado principalmente por la cobertura nubosa y por la pequeña cantidad de radiación solar total recibida en latitudes altas durante los meses de invierno). El verano y el otoño son épocas de alta nubosidad promedio sobre el océano Ártico , por lo que la retroalimentación del albedo asociada con los grandes cambios estacionales en la extensión del hielo marino se reduce considerablemente. Se encontró que la capa de nieve ejercía la mayor influencia en el balance radiativo de la Tierra en el período de primavera (de abril a mayo), cuando la radiación solar incidente era mayor sobre las áreas cubiertas de nieve. [ 7 ]

Propiedades térmicas de los elementos criosféricos

Las propiedades térmicas de los elementos criosféricos también tienen importantes consecuencias climáticas. La nieve y el hielo tienen difusividades térmicas mucho menores que el aire . La difusividad térmica es una medida de la velocidad a la que las ondas de temperatura pueden penetrar una sustancia. La nieve y el hielo son muchos órdenes de magnitud menos eficientes en la difusión del calor que el aire. La capa de nieve aísla la superficie del suelo, y el hielo marino aísla el océano subyacente, desacoplando la interfaz superficie-atmósfera con respecto a los flujos de calor y humedad. El flujo de humedad de una superficie de agua se elimina incluso con una fina capa de hielo, mientras que el flujo de calor a través del hielo delgado continúa siendo sustancial hasta que alcanza un espesor superior a 30 o 40 cm. Sin embargo, incluso una pequeña cantidad de nieve sobre el hielo reducirá drásticamente el flujo de calor y ralentizará la tasa de crecimiento del hielo. El efecto aislante de la nieve también tiene importantes implicaciones para el ciclo hidrológico . En regiones sin permafrost, el efecto aislante de la nieve es tal que solo se congela el suelo cercano a la superficie y el drenaje de aguas profundas no se interrumpe. [ 8 ] 

Si bien la nieve y el hielo aíslan la superficie de grandes pérdidas de energía en invierno, también retardan el calentamiento en primavera y verano debido a la gran cantidad de energía necesaria para derretir el hielo (el calor latente de fusión, 3,34 × 10⁵ J /kg a 0  °C). Sin embargo, la fuerte estabilidad estática de la atmósfera sobre áreas de nieve o hielo extensas tiende a confinar el efecto de enfriamiento inmediato a una capa relativamente delgada, de modo que las anomalías atmosféricas asociadas suelen ser efímeras y de escala local a regional. [ 9 ] En algunas zonas del mundo, como Eurasia , se sabe que el enfriamiento asociado a una gran capa de nieve y suelos húmedos en primavera influye en la circulación del monzón de verano . [ 10 ]

Mecanismos de retroalimentación del cambio climático

Existen numerosas retroalimentaciones entre la criosfera y el clima en el sistema climático global . Estas operan en una amplia gama de escalas espaciales y temporales, desde el enfriamiento estacional local de las temperaturas del aire hasta variaciones a escala hemisférica en las capas de hielo a lo largo de miles de años. Los mecanismos de retroalimentación involucrados suelen ser complejos y aún no se comprenden completamente. Por ejemplo, Curry et al. (1995) demostraron que la denominada retroalimentación "simple" entre el hielo marino y el albedo implicaba interacciones complejas con la fracción de plomo, los estanques de deshielo, el espesor del hielo, la capa de nieve y la extensión del hielo marino. [ 11 ]

El papel de la capa de nieve en la modulación del monzón es solo un ejemplo de una retroalimentación criosfera-clima a corto plazo que involucra la superficie terrestre y la atmósfera. [ 10 ] [ 12 ]

Componentes

Glaciares y capas de hielo

Representación de glaciares en un mapa topográfico
El glaciar Taschachferner en los Alpes de Ötztal , Austria . La montaña a la izquierda es el Wildspitze (3768 m), la segunda más alta de Austria. A la derecha hay una zona con grietas abiertas donde el glaciar fluye sobre una especie de gran acantilado . [ 13 ]

Las capas de hielo y los glaciares son masas de hielo que fluyen y reposan sobre tierra firme. Están controladas por la acumulación de nieve, el deshielo superficial y basal, el desprendimiento de icebergs hacia los océanos o lagos circundantes y la dinámica interna. Esta última resulta del flujo lento impulsado por la gravedad (" flujo glaciar ") dentro del cuerpo de hielo y el deslizamiento sobre la tierra subyacente, lo que produce adelgazamiento y expansión horizontal. [ 14 ] Cualquier desequilibrio en este equilibrio dinámico entre la ganancia, la pérdida y el transporte de masa debido al flujo da como resultado cuerpos de hielo que crecen o se reducen.

Vista aérea de la capa de hielo en la costa este de Groenlandia.

Las relaciones entre el clima global y los cambios en la extensión del hielo son complejas. El balance de masa de los glaciares terrestres y las capas de hielo está determinado por la acumulación de nieve, principalmente en invierno, y la ablación de la estación cálida debido principalmente a la radiación neta y los flujos de calor turbulentos hacia el hielo y la nieve que se derriten por la advección de aire cálido [ 15 ] [ 16 ] Donde las masas de hielo terminan en el océano , el desprendimiento de icebergs es el principal contribuyente a la pérdida de masa. En esta situación, el margen de hielo puede extenderse hacia aguas profundas como una plataforma de hielo flotante , como la del mar de Ross .

Un glaciar ( EE . UU .: / ˈɡleɪʃər / ; Reino Unido : /ˈɡlæsiə/ o / ˈɡleɪsiə / ) es una masa persistente de hielo natural , una forma de roca , [ 17 ] que se mueve constantemente bajo su propio peso. Un glaciar se forma donde la acumulación de nieve supera su ablación durante muchos años , a menudo siglos. Fluye lentamente y se deforma bajo las tensiones inducidas por la gravedad, experimentando deformación dúctil y frágil , y adquiriendo características superficiales distintivas, como grietas y seracs . A medida que un glaciar se mueve, erosiona la roca subyacente y los escombros para crear formas del relieve glaciar , como circos , morrenas y fiordos . Aunque un glaciar puede desembocar en una masa de agua y puede incluir plataformas de hielo y lenguas de hielo , se origina únicamente en tierra [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] y es distinto del hielo marino y el hielo lacustre, mucho más delgados, que se forman en la superficie de las masas de agua congeladas.

En la Tierra, el 99% del hielo glaciar se encuentra dentro de vastas capas de hielo (también conocidas como "glaciares continentales") en las regiones polares , pero los glaciares pueden encontrarse en cadenas montañosas en todos los continentes excepto en la parte continental de Australia, incluyendo los países insulares oceánicos de alta latitud de Oceanía como Nueva Zelanda. Entre las latitudes 35°N y 35°S, los glaciares se encuentran solo en el Himalaya , los Andes y algunas montañas altas en África Oriental, México, Nueva Guinea y en Zard-Kuh en Irán. [ 21 ] Con más de 7000 glaciares conocidos, Pakistán tiene más hielo glaciar que cualquier otro país fuera de las regiones polares. [ 22 ] [ 23 ] Los glaciares cubren alrededor del 10% de la superficie terrestre de la Tierra. Los glaciares continentales cubren casi 13  millones de  km² (5 millones de millas cuadradas ), lo que representa aproximadamente el 98 % de los 13,2 millones de km² (5,1 millones de millas cuadradas ) de la Antártida , con un espesor medio de hielo de 2100 m (7000 pies). Groenlandia y la Patagonia también poseen vastas extensiones de glaciares continentales. [ 24 ] El volumen de glaciares, sin incluir las capas de hielo de la Antártida y Groenlandia , se ha estimado en 170 000 km³ . [ 25 ]           

El hielo glaciar es el mayor reservorio de agua dulce de la Tierra, y contiene, junto con las capas de hielo, aproximadamente el 69 % del agua dulce del mundo. [ 26 ] [ 27 ] Muchos glaciares de climas templados , alpinos y polares estacionales almacenan agua en forma de hielo durante las estaciones más frías y la liberan posteriormente en forma de agua de deshielo cuando las temperaturas más cálidas del verano provocan que el glaciar se derrita, creando una fuente de agua especialmente importante para plantas, animales y usos humanos cuando otras fuentes pueden ser escasas. Sin embargo, en entornos de gran altitud y antárticos, la diferencia de temperatura estacional a menudo no es suficiente para liberar agua de deshielo.

En glaciología , una capa de hielo , también conocida como glaciar continental, [ 28 ] es una masa de hielo glacial que cubre el terreno circundante y es mayor de 50 000 km² ( 19 000 millas cuadradas ). [ 29 ] Las dos capas de hielo existentes actualmente son la capa de hielo antártica y la capa de hielo de Groenlandia . Las capas de hielo son los cuerpos glaciares más grandes de la Tierra, a diferencia de los casquetes polares o glaciares alpinos más pequeños . Las capas de hielo pueden tener múltiples domos de hielo , las elevaciones topográficas desde las cuales el hielo fluye hacia afuera, y generalmente son drenadas por corrientes de hielo y glaciares de salida alrededor de su periferia.   

Aunque la superficie es fría, la base de una capa de hielo suele ser más cálida debido al calor geotérmico . En algunos lugares, se produce el deshielo y el agua resultante lubrica la capa de hielo, haciendo que fluya con mayor rapidez. Este proceso genera canales de rápido flujo dentro de la capa de hielo, denominados corrientes de hielo .

Incluso las capas de hielo estables están en constante movimiento, ya que el hielo fluye gradualmente desde la meseta central, que es el punto más alto de la capa de hielo, hacia los márgenes. La pendiente de la capa de hielo es baja alrededor de la meseta, pero aumenta bruscamente en los márgenes. [ 30 ]

El aumento de las temperaturas globales del aire debido al cambio climático tarda aproximadamente 10 000 años en propagarse directamente a través del hielo antes de influir en las temperaturas del lecho, pero puede tener un efecto a través del aumento del deshielo superficial, produciendo más lagos supraglaciares . Estos lagos pueden aportar agua caliente a las bases glaciares y facilitar el movimiento de los glaciares. [ 31 ]

El crecimiento de las capas de hielo es característico de los periodos glaciales , que ocurren durante las edades de hielo . A lo largo de la historia de la Tierra , han existido muchas capas de hielo diferentes . En el apogeo del Último Periodo Glacial , las históricas capas de hielo Laurentina y Cordillerana se fusionaron con la capa de hielo de Groenlandia para cubrir gran parte de Norteamérica . En el mismo periodo, la capa de hielo de Weichsel cubrió el norte de Europa y la capa de hielo patagónica cubrió el sur de Sudamérica . El retroceso y la desaparición de estas capas de hielo marcaron el comienzo del actual periodo interglacial del Holoceno , y el retroceso actual y el futuro destino de las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida desempeñan un papel fundamental en el cambio climático y el aumento del nivel del mar .

hielo marino

Fragmentos de hielo marino ártico cubiertos de nieve.
Imagen satelital de la formación de hielo marino cerca de la isla de San Mateo en el mar de Bering.

El hielo marino cubre gran parte de los océanos polares y se forma por la congelación del agua de mar. Los datos satelitales desde principios de la década de 1970 revelan una considerable variabilidad estacional, regional e interanual en las capas de hielo marino de ambos hemisferios. Estacionalmente, la extensión del hielo marino en el hemisferio sur varía en un factor de 5, desde un mínimo de 3–4 millones de km² en febrero hasta un máximo de 17–20 millones de km² en septiembre. [ 32 ] [ 33 ] La variación estacional es mucho menor en el hemisferio norte, donde la naturaleza confinada y las altas latitudes del océano Ártico dan como resultado una capa de hielo perenne mucho mayor, y la tierra circundante limita la extensión hacia el ecuador del hielo invernal. Por lo tanto, la variabilidad estacional en la extensión del hielo del hemisferio norte varía solo en un factor de 2, desde un mínimo de 7–9 millones de km² en septiembre hasta un máximo de 14–16 millones de km² en marzo. [ 33 ] [ 34 ]

La capa de hielo presenta una variabilidad interanual a escala regional mucho mayor que a escala hemisférica. Por ejemplo, en la región del mar de Ojotsk y Japón , la extensión máxima del hielo disminuyó de 1,3 millones de km² en 1983 a 0,85 millones de km² en 1984, una disminución del 35 %, antes de recuperarse al año siguiente hasta alcanzar los 1,2 millones de km² . [ 33 ] Las fluctuaciones regionales en ambos hemisferios son tales que, durante cualquier período de varios años del registro satelital , algunas regiones muestran una disminución de la cobertura de hielo, mientras que otras muestran un aumento. [ 35 ]

Suelo congelado y permafrost

Extensión y tipos de permafrost en el hemisferio norte según la Asociación Internacional del Permafrost.

El permafrost (de perma- ' permanente ' y frost ) es suelo o sedimento subacuático que permanece continuamente por debajo de 0 °C (32 °F) durante dos años o más; el permafrost más antiguo ha estado congelado continuamente durante unos 700 000 años. [ 36 ] Mientras que el permafrost menos profundo tiene una extensión vertical de menos de un metro (3 pies), el más profundo supera los 1500 m (4900 pies). [ 37 ] De manera similar, el área de las zonas individuales de permafrost puede limitarse a estrechas cumbres montañosas o extenderse por vastas regiones árticas . [ 38 ] El suelo bajo los glaciares y las capas de hielo no suele definirse como permafrost, por lo que en tierra, el permafrost generalmente se encuentra bajo una denominada capa activa de suelo que se congela y descongela según la estación. [ 39 ]     

Alrededor del 15 % del hemisferio norte , o el 11 % de la superficie global, está cubierto por permafrost, [ 40 ] que abarca un área total de aproximadamente 18  millones de  km² (6,9 millones de millas cuadradas ). [ 41 ] Esto incluye grandes áreas de Alaska , Canadá , Groenlandia y Siberia . También se encuentra en regiones de alta montaña, siendo la meseta tibetana un ejemplo destacado. Solo una minoría de permafrost existe en el hemisferio sur , donde se limita a las laderas de las montañas, como en los Andes de la Patagonia , los Alpes del Sur de Nueva Zelanda o las montañas más altas de la Antártida . [ 38 ] [ 36 ]   

El permafrost contiene grandes cantidades de biomasa muerta que se ha acumulado a lo largo de milenios sin haber tenido la oportunidad de descomponerse completamente y liberar su carbono , lo que convierte al suelo de la tundra en un sumidero de carbono . [ 38 ] A medida que el calentamiento global calienta el ecosistema, el suelo congelado se descongela y se vuelve lo suficientemente cálido para que la descomposición comience de nuevo, acelerando el ciclo del carbono del permafrost . Dependiendo de las condiciones en el momento del deshielo, la descomposición puede liberar dióxido de carbono o metano , y estas emisiones de gases de efecto invernadero actúan como una retroalimentación del cambio climático . [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ] Las emisiones del deshielo del permafrost tendrán un impacto suficiente en el clima para afectar los presupuestos globales de carbono . Es difícil predecir con precisión cuántos gases de efecto invernadero libera el permafrost porque los diferentes procesos de deshielo aún son inciertos. Hay un acuerdo generalizado de que las emisiones serán menores que las emisiones causadas por el hombre y no son lo suficientemente grandes como para resultar en un calentamiento descontrolado . [ 45 ] En cambio, es probable que las emisiones anuales del permafrost sean comparables con las emisiones globales de la deforestación , o con las emisiones anuales de grandes países como Rusia , Estados Unidos o China . [ 46 ]

cubierta de nieve

Árboles cubiertos de nieve en Kuusamo , Finlandia.
Se forman ventisqueros alrededor de los obstáculos situados a sotavento.

La mayor parte de la superficie terrestre cubierta de nieve se encuentra en el hemisferio norte y varía estacionalmente desde 46,5 millones de km² en enero hasta 3,8 millones de km² en agosto. [ 47 ]

La capa de nieve es un componente de almacenamiento extremadamente importante en el balance hídrico, especialmente la nieve estacional en las zonas montañosas del mundo. Aunque de extensión limitada, la nieve estacional en las cordilleras terrestres constituye la principal fuente de escorrentía para el caudal de los ríos y la recarga de acuíferos en amplias zonas de latitudes medias. Por ejemplo, más del 85 % de la escorrentía anual de la cuenca del río Colorado proviene del deshielo. El agua de deshielo de las montañas alimenta los ríos y recarga los acuíferos de los que dependen más de mil millones de personas para su abastecimiento de agua.

Además, más del 40% de las áreas protegidas del mundo se encuentran en zonas montañosas, lo que demuestra su valor tanto como ecosistemas únicos que necesitan protección como áreas recreativas para los seres humanos.

Hielo en lagos y ríos

El hielo se forma en ríos y lagos como consecuencia del enfriamiento estacional. El tamaño de las masas de hielo involucradas es demasiado pequeño para ejercer efectos climáticos que no sean localizados. Sin embargo, los procesos de congelación y deshielo responden a factores meteorológicos locales y a gran escala, de modo que existe una considerable variabilidad interanual en las fechas de aparición y desaparición del hielo. Las series largas de observaciones del hielo lacustre pueden servir como registro climático indirecto, y el monitoreo de las tendencias de congelación y deshielo puede proporcionar un índice integrado y estacionalmente específico de las perturbaciones climáticas. La información sobre las condiciones del hielo fluvial es menos útil como indicador climático indirecto, ya que la formación de hielo depende en gran medida del régimen de flujo del río, que se ve afectado por la precipitación, el deshielo y la escorrentía de la cuenca, además de estar sujeto a la intervención humana que modifica directamente el flujo del canal o que afecta indirectamente la escorrentía a través de las prácticas de uso del suelo.

La congelación de los lagos depende del almacenamiento de calor en el lago y, por lo tanto, de su profundidad, la velocidad y la temperatura de cualquier entrada de agua , y los flujos de energía agua-aire. A menudo no se dispone de información sobre la profundidad de los lagos, aunque se puede obtener alguna indicación de la profundidad de los lagos poco profundos en el Ártico a partir de imágenes de radar aerotransportadas durante el final del invierno (Sellman et al. 1975) e imágenes ópticas satelitales durante el verano (Duguay y Lafleur 1997). El momento de la ruptura se ve modificado por la profundidad de la nieve sobre el hielo, así como por el espesor del hielo y la entrada de agua dulce.

Cambios provocados por el cambio climático

La criosfera, la zona de la Tierra cubierta de nieve o hielo, es extremadamente sensible a los cambios climáticos globales. [ 48 ] Se ha producido una extensa pérdida de nieve en tierra desde 1981. Algunas de las mayores disminuciones se han observado en primavera. [ 49 ] Durante el siglo XXI, se prevé que la capa de nieve continúe retrocediendo en casi todas las regiones. [ 50 ] : 39–69

deshielo de la capa de hielo

Proyecciones para 2023 de cuánto podría reducirse la capa de hielo de Groenlandia de su extensión actual para el año 2300 bajo el peor escenario posible de cambio climático (mitad superior) y de cuán más rápido fluirá su hielo restante en ese caso (mitad inferior) [ 51 ]

La capa de hielo de Groenlandia es una capa de hielo que forma la segunda masa de hielo más grande del mundo. Tiene un espesor promedio de 1673  m (5489  pies) y más de 3488  m (11 444  pies) en su máximo. [ 52 ] Tiene casi 2900 kilómetros (1800  millas) de largo en dirección norte-sur, con un ancho máximo de 1100 kilómetros (680  millas) a una latitud de 77°N , cerca de su borde norte. [ 53 ] La capa de hielo cubre 1 710 000 kilómetros cuadrados (660 000 millas  cuadradas  ), alrededor del 80 % de la superficie de Groenlandia , o alrededor del 12 % del área de la capa de hielo antártica . [ 52 ] El término "capa de hielo de Groenlandia" a menudo se abrevia como GIS o GrIS en la literatura científica . [ 54 ] [ 55 ] [ 56 ] [ 57 ]

Si los 2.900.000 kilómetros cúbicos (696.000  mi³  ) de la capa de hielo se derritieran, aumentaría el nivel del mar global en ~7,4  m (24  pies). [ 52 ] El calentamiento global entre 1,7  °C (3,1  °F) y 2,3  °C (4,1  °F) probablemente haría inevitable este derretimiento. [ 57 ] Sin embargo, 1,5  °C (2,7  °F) aún causarían una pérdida de hielo equivalente a 1,4 m  ( 4 + 1/2 pies  ) de aumento del nivel del mar, [ 58 ] y se perderá más hielo si las temperaturas superan ese nivel antes de descender. [ 57 ] Si las temperaturas globales continúan aumentando, la capa de hielo probablemente desaparecerá en 10.000 años. [ 59 ] [ 60 ] Con un calentamiento muy alto, su vida útil futura se reduce a alrededor de 1.000 años. [ 61 ] Debajo de la capa de hielo de Groenlandia hay montañas y cuencas lacustres.

Es probable que la capa de hielo de la Antártida Occidental se derrita por completo [ 62 ] [ 63 ] a menos que las temperaturas se reduzcan en 2  °C (3,6  °F) por debajo de los niveles de 2020. [ 64 ] La pérdida de esa capa de hielo tardaría entre 500 y 13 000 años. [ 65 ] [ 66 ] Se produciría un aumento del nivel del mar de 3,3  m (10  pies 10  pulgadas) si la capa de hielo colapsara, lo que dejaría casquetes polares en las montañas, y un aumento de 4,3  m (14  pies 1  pulgada) se produciría si esos casquetes polares también se derritieran. [ 67 ] La capa de hielo de la Antártida Oriental, mucho más estable, puede causar un aumento del nivel del mar de solo 0,5  m (1  pie 8  pulgadas) a 0,9  m (2  pies 11  pulgadas) desde el nivel actual de calentamiento, una pequeña fracción de los 53,3  m (175  pies) contenidos en toda la capa de hielo. [ 68 ] Con un calentamiento global de alrededor de 3  °C (5,4  °F), áreas vulnerables como Wilkes Basin y Aurora Basin podrían colapsar en unos 2000 años, [ 65 ] [ 66 ] lo que podría añadir hasta 6,4  m (21  pies 0  pulgadas) al nivel del mar. [ 69 ]

Retroceso de los glaciares

El glaciar McCarty de Alaska retrocedió unos 15 kilómetros (9,3  millas) en menos de un siglo, y en sus laderas se ha establecido una vegetación densa y diversa. [ 70 ]

El retroceso de los glaciares desde 1850 es un efecto bien documentado del cambio climático . El retroceso de los glaciares de montaña evidencia el aumento de las temperaturas globales desde finales del siglo XIX. Algunos ejemplos son los glaciares de montaña en el oeste de Norteamérica, Asia, los Alpes en Europa central y las regiones tropicales y subtropicales de Sudamérica y África. Dado que la masa glaciar se ve afectada por cambios climáticos a largo plazo, como la precipitación , la temperatura media y la nubosidad , las variaciones en la masa glaciar son uno de los indicadores más sensibles del cambio climático . El retroceso de los glaciares también es una de las principales causas del aumento del nivel del mar . Excluyendo los glaciares periféricos de las capas de hielo , la pérdida glacial global acumulada total durante los 26 años comprendidos entre 1993 y 2018 fue probablemente de 5500 gigatoneladas, o 210 gigatoneladas por año. [ 71 ] : 1275

En la Tierra, el 99% del hielo glaciar se encuentra dentro de vastas capas de hielo (también conocidas como "glaciares continentales") en las regiones polares . Los glaciares también existen en las cordilleras de todos los continentes, excepto en Australia continental, incluyendo los países insulares oceánicos de alta latitud de Oceanía , como Nueva Zelanda . Los cuerpos glaciares de más de 50 000  km² (19 000 millas cuadradas ) se denominan capas de hielo . [ 72 ] Tienen varios kilómetros de profundidad y ocultan la topografía subyacente.  

Disminución del hielo marino

Al informar sobre la reducción de la extensión del hielo marino antártico a mediados de 2023, los investigadores concluyeron que podría estar produciéndose un "cambio de régimen" en el que "las relaciones que antes eran importantes ya no dominan la variabilidad del hielo marino". [ 73 ]

El hielo marino refleja entre el 50 % y el 70 % de la radiación solar incidente de vuelta al espacio. El océano solo refleja el 6 % de la energía solar incidente. [ 74 ] A medida que el clima se calienta, la superficie cubierta por nieve o hielo marino disminuye. Tras el derretimiento del hielo marino, el océano absorbe más energía, por lo que se calienta. Esta retroalimentación hielo-albedo es un mecanismo de retroalimentación autorreforzante del cambio climático. [ 75 ] Las mediciones a gran escala del hielo marino solo han sido posibles desde que se empezaron a utilizar los satélites. [ 76 ]

El hielo marino en el Ártico ha disminuido en las últimas décadas en área y volumen debido al cambio climático. Se ha estado derritiendo más en verano de lo que se vuelve a congelar en invierno. La disminución del hielo marino en el Ártico se ha acelerado durante los primeros años del siglo XXI. Tiene una tasa de disminución del 4,7 % por década. Ha disminuido más del 50 % desde los primeros registros satelitales. [ 77 ] [ 78 ] [ 79 ] Se espera que los veranos sin hielo sean raros con un calentamiento de 1,5  °C (2,7  °F). Se prevé que ocurran al menos una vez cada década con un nivel de calentamiento de 2  °C (3,6  °F). [ 80 ] : 8 Es probable que el Ártico se quede sin hielo al final de algunos veranos antes de 2050. [ 81 ] : 9

La extensión del hielo marino en la Antártida varía mucho de un año a otro. Esto dificulta determinar una tendencia, y se han observado máximos y mínimos históricos entre 2013 y 2023. La tendencia general desde 1979, cuando comenzaron las mediciones satelitales , ha sido prácticamente plana. Entre 2015 y 2023, se ha producido una disminución del hielo marino, pero debido a la alta variabilidad, esto no se corresponde con una tendencia significativa. [ 82 ]

Descongelación del permafrost

Descongelación reciente del permafrost ártico y erosión costera en el mar de Beaufort, océano Ártico, cerca de Point Lonely, Alaska, en 2013.

Disminución de la capa de nieve

Reducción de la duración de la capa de nieve en los Alpes , a partir de finales del siglo XIX, lo que pone de relieve las necesidades de adaptación al cambio climático [ 83 ].

Estudios realizados en 2021 revelaron que la capa de nieve del hemisferio norte ha disminuido desde 1978, al igual que su profundidad. [ 84 ] Las observaciones paleoclimáticas muestran que tales cambios no tienen precedentes en los últimos milenios en el oeste de Norteamérica. [ 85 ] [ 86 ] [ 84 ]

La capa de nieve invernal en América del Norte aumentó durante el siglo XX, [ 87 ] [ 88 ] en gran medida en respuesta a un aumento de las precipitaciones. [ 89 ]

Se prevé que el calentamiento global provoque cambios importantes en la distribución de la nieve y la lluvia, así como en el momento del deshielo, lo que tendrá importantes implicaciones para el uso y la gestión del agua. Estos cambios también implican retroalimentaciones potencialmente importantes a escala decenal y más larga en el sistema climático a través de cambios temporales y espaciales en la humedad del suelo y la escorrentía hacia los océanos (Walsh 1995). Los flujos de agua dulce desde la capa de nieve hacia el medio marino pueden ser importantes, ya que el flujo total probablemente sea de la misma magnitud que las áreas de desalinización de crestas y escombros de hielo marino. [ 90 ]

Véase también

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  • Red Canadiense de Información Criosférica
  • Visión general casi en tiempo real de la concentración global de hielo y la extensión de la nieve.
  • Centro Nacional de Datos sobre Nieve y Hielo
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