Что такое криосфера?
Что такое криосфера?
Криосфера - это замерзшая часть земной поверхности. Сюда входят ледники, снег, морской лед, пресноводный лед, вечная мерзлота, ледяные шапки и ледяные щиты. Криосфера играет важную роль в глобальном климате, влияя на гидрологию, облачность, осадки и циркуляцию атмосферы и океанов. Термин криология относится к науке о криосферах и дегляциация это потеря криосферы (например, уменьшение глобального содержания льда из-за глобального потепления).
Физические свойства криосферы
Существование криосферы сильно варьируется в зависимости от ее конкретного местоположения по всему миру. Например, во многих местах снег и пресноводный лед могут существовать только в течение зимних сезонов, в то время как многие ледники замерзли более 10 000 лет назад. Антарктида является домом для большей части мирового объема льда, однако в северном полушарии находится самая большая площадь криосферы. Исследователи климата полагаются на измерения криосферы для получения информации о глобальном изменении климата.
Криосфера влияет на мировой климат с помощью трех различных свойств: отражательной способности поверхности, температуропроводности и скрытого тепла.
Коэффициент отражения поверхности
Большая часть криосферы отражает солнечное излучение Солнца; эта реакция известна как поверхностное отражение. Коэффициент отражения поверхности измеряется разницей между отраженным и падающим солнечным излучением, известной как альбедо. Другими словами, альбедо - это отражающая способность определенной поверхности. Одни из самых высоких показателей альбедо, от 80% до 90%, наблюдаются в районах с круглогодичным снежным покровом.
Осенью и весной показатели альбедо выше вблизи полюсов. Часть этой повышенной отражательной способности поглощается облачностью, которая особенно высока в эти же сезоны. Апрель и май имеют самые высокие уровни солнечной радиации в заснеженных районах мира и, следовательно, оказывают наибольшее влияние на глобальный радиационный баланс.
Температуропроводность
Температуропроводность относится к скорости, с которой тепло может проходить через конкретный объект. Она определяется путем деления плотности и теплоемкости. С точки зрения непрофессионала, это также известно как то, насколько “холодным на ощупь” может быть конкретный объект. Тепло проходит через лед и снег значительно медленнее, чем по воздуху. Это означает, что снег и лед помогают изолировать землю и воду внизу от теплопередачи. Жара наступает еще медленнее, когда снежный и ледяной покров достигает от 30 до 40 сантиметров. Это помогает сохранить все под снегом и льдом немного теплее в зимние месяцы и немного прохладнее в летние месяцы. Температуропроводность также играет важную роль в климате.
Скрытое тепло
Скрытое тепло относится к энергии, которая выделяется или накапливается в условиях постоянной температуры. Например, скрытое тепло, необходимое для таяния льда, относительно велико. Другими словами, в криосфере скрытое тепло - это энергия, необходимая для изменения состояния воды (из газообразного в жидкое и твердое). Нагревание и охлаждение снежного и ледяного покрова способствует изменению погоды по всему миру. Когда вода испаряется с поверхности земли, она превращается во влагу в атмосфере. Например, считается, что сезон летних муссонов в Евразии вызван охлаждающими свойствами снега и влажной почвы весной.
Типы криосферы
Как упоминалось ранее, криосфера относится ко всем замерзшим районам по всему миру. Сюда входят: снег, морской лед, пресноводный лед, мерзлый грунт и ледники.
Снег
Снег составляет вторую по величине площадь криосферы, покрывая более 18 миллионов квадратных миль. Большая часть этой территории находится в Северном полушарии и колеблется от 17,9 миллиона квадратных миль зимой до всего лишь 1,46 миллиона квадратных миль летом. Снежный покров в Северной Америке оставался почти неизменным на протяжении большей части этого столетия, несмотря на повышение весенней температуры. Однако это не относится к Евразии, где снежный покров уменьшился.
Тающий горный снежный покров вносит большую часть воды в ручьи и грунтовые воды по всему миру. Это помогает объяснить, почему горы составляют примерно 40% охраняемых территорий мира. Исследователи ожидают, что глобальное изменение климата повлияет на уровень осадков, а также на количество и сроки таяния снега. Это, в свою очередь, повлияет на общемировые процедуры управления водными ресурсами.
Морской лед
Большие участки океана вблизи северного и южного полюсов покрыты льдом. В Южном полушарии морской лед покрывает от 6,56 миллиона квадратных миль до 7,7 миллиона квадратных миль в сентябре. В феврале это число может снизиться до 1,15 миллиона квадратных миль. Сезонные колебания не столь заметны в Северном полушарии. С 1978 по 1995 год площадь морского льда в арктическом регионе неуклонно сокращалась примерно на 2,7% каждые 10 лет. С 1978 по 2012 год этот показатель снизился на 3,8%. Однако в Антарктическом регионе этот показатель увеличился примерно на 1%.3% каждое десятилетие.
Пресноводный Лед
Пресноводный лед можно найти в реках и озерах. Как правило, это сезонное явление и обычно не встречается круглый год, как морской лед. Поскольку такое ледовое покрытие происходит за сезон и на значительно меньшей площади, его влияние на климат минимально. Однако данные о ежегодном покрытии льдом и его разрушении могут указывать на изменения в глобальном климате. Это особенно верно в отношении озерного льда. Разрушение речного льда является менее надежным источником информации об изменении климата, поскольку на него в значительной степени влияют как изменения расхода воды, так и температуры окружающей среды.
Мерзлый Грунт
Мерзлый грунт включает участки с вечной мерзлотой. В Северном полушарии мерзлый грунт занимает площадь около 20,84 миллиона квадратных миль. Площади вечной мерзлоты измерить не так просто, но, по оценкам, она покрывает 20% площади суши в Северном полушарии.
Было показано, что в теплое время года глубина промерзания грунта влияет как на гидрологические, так и на геоморфологические явления. Однако влияние вечной мерзлоты еще предстоит определить. Это связано с тем, что вечная мерзлота состоит как из льда, так и из почвы и горных пород при низких температурах. За последние несколько десятилетий температура вечной мерзлоты Аляски повысилась на 2,4 °C.
Ледники
Ледники и ледяные щиты считаются частью криосферы. Оба состоят из больших ледяных масс, которые лежат на поверхности суши. Эти ледяные массы тают, становятся тоньше и распространяются шире по мере их перемещения по суше. Примерно 77% мировых запасов пресной воды содержится в ледяных покровах. Вода в ледниках и ледяных покровах может оставаться замороженной от 100 000 до 1 миллиона лет.
Исследователи все еще изучают влияние ледников на глобальное изменение климата. В настоящее время считается, что они мало влияют на глобальные температуры. Однако за последние несколько десятилетий ледники таяли с повышенной скоростью. Оценки показывают, что в течение 20-го века эти тающие ледники и ледяные щиты способствовали повышению уровня моря на 33-50%.
Когда ледники и ледяные щиты достигают береговой линии, они, как правило, обрываются в океан. Это действие называется отелом. Считается, что отел является причиной большей части потерь массы, наблюдаемых в ледниках и ледяных щитах. Ледяной покров Гренландии в настоящее время испытывает значительные потери, однако ледяной покров Антарктики растет. Несмотря на это, ученые по-прежнему обеспокоены тем, что западно-Антарктический ледяной щит рухнет в океан. Его обрушение привело бы к повышению уровня моря от 19,68 до 22 футов.96 футов - этого достаточно, чтобы нанести значительный ущерб прибрежным сообществам по всему миру.
