Albedo og isafsmeltning: Isen i Grønland er blevet mørkere

Af Sebastian H. Mernild, klima- og polarforsker, Ph.D., Center for Scientific Studies, Chile

Gletscherisen i Grønland er blevet mørkere – mere sort, og derved ringere til at reflektere solens stråling tilbage ud i verdensrummet. I stedet optages nu mere energi tilgængelig for afsmeltning. Tillige har indlandsisen og grønlandske gletschere haft et forøget massetab og et forøget bidrag til det globale havniveau.

Klimaforandringerne har sat sine klare spor længst mod nord: Isen i Grønland er blevet mørkere. Effekten af en mørkere is- og sneoverflade er ikke uden betydning, idet den indkommende solstråling er den primære energikilde til afsmeltningen af sne og is. Energien fra solstrålingen er betydeligt større end energimængden fra den sensible* varmefrigørelse. En mørkere overflade har medført en ændring i strålingsbalancen og i de indbyrdes feedback-processer (det vil sige processer, der styres af klimaet, men som i sig selv også påvirker klimaet). Isens overflade er kort sagt blevet ringere til at reflektere solens indkommende stråling tilbage ud i verdensrummet og i stedet blevet bedre til at absorbere energien.

I fagsproget benyttes betegnelsen albedo (hvilket betyder hvidhed) som et mål for en overflades evne til at reflektere lys og dermed energi. Albedoen er en såkaldt dimensionsløs størrelse og måles på en skala fra 0 til 1, hvor 0 er lig 100 procent overfladeabsorption (typisk for en helt sort flade), og 1 er lig 100 procent overfladereflektion (typisk for en helt hvid flade). Med andre ord absorberer en mørk flade med lav albedo langt mere energi fra Solen end omvendt.

Grønlandske gletschere under lup
De grønlandske gletschere beliggende i indlandsisens randområde – mellem indlandsisen og de omkringliggende havområder – er blevet sat under lup, da størstedelen af bidraget til den globale havniveaustigning i øjeblikket kommer fra netop gletschere og ikke, som man måske skulle tro, fra indlandsisen eller de antarktiske isskjolde. Dette på trods af, at gletschere rundt om på kloden kun udgør en potentiel global havniveaustigning på 0,6 meter sammenlignet med henholdsvis 7,4 meter og 56 meter for indlandsisen og isen på Antarktis, og at et accelererende massetab observeres for de polare isskjolde. Dette er dog ikke overraskende, da gletschere på grund af deres mindre størrelse har en hurtigere tilpasningsevne – kortere responstid – i forhold til klimaforandringer sammenlignet med de større isskjolde. Alene i Grønland forekommer en betydelig andel af klodens samlede gletschere, omkring 20.000, som vi har et yderst begrænset individuelt albedo- og massebalancekendskab til.

Når isen bliver sort
De gletschere i Grønland, der er blevet undersøgt, viser, at overfladen siden 2000 er blevet mørkere med et gennemsnitligt fald i albedo på omkring 0,1 fra 0,43 til 0,33. Enkelte steder er ændringen op mod 0,25. Til sammenligning faldt den gemmensnitlige observerede albedo for indlandsisen med 0,07 fra 0,75 til 0,68 fra 2000-2012. Dette har isoleret set for indlandsisens ablationsområde (massetabsområde) medført en forøgelse i absorberet energi på 45 trillioner joule (eller 45 exajoules), svarende til at cirka 80 procent af tilvæksten i afsmeltningen kom fra de ændrede albedoforhold, men også at et fald i albedo på 0,01 har foranlediget en stigning i massetabet på 27 gigatons pr. år. Disse forskningsresultater er for nylig fremlagt i tidsskrifterne Nature Geoscience, International Journal of Climatology og The Cryosphere.

Sådanne fald i albedo er bekymrende og af betydning for isens tilstand og kan processmæssigt karakteriseres som en positiv feedback multiplikator-mekanisme. Det vil sige, at et fald i albedo forstærker en proces, der i forvejen er selvforstærkende.

For isen i Grønland er der ikke kun tale om et bekymrende fald i albedo siden 2000, men også om rekordlave albedoobservationer målt her i 2014. Albedoværdier på eksempelvis 0,3 og 0,1 blev målt adskillige steder på isen – det er første gang, vi har observeret så lave værdier på selve isen. Det betyder, at 70-90 procent af solindstrålingen nu absorberes på overfladen og er tilgængelig for overfladeafsmeltningen. Der er tale om et utal af områder, hvor isen med det blotte øje synes kulsort og langt fra hvid, som vi kender den. Disse rekordlave albedoværdier ligger omtrent på niveau i hvidhed med værdier, der er målt på grundfjeldet.

Tilsvarende klima-, sne- og isforhold, som dem der er observeret i Grønland, synes at være gældende for gletschere rundt om i Arktis og andre steder på kloden. Derfor forventes det, at de beskrevne albedoændringer ikke kun er et isoleret grønlandsk fænomen. På sigt forventer vi at se større smeltningsrater og massetab, end hvad vi på nuværende tidspunkt har været vidner til. Dette som følge af et yderligere fald i albedo forårsaget af et varmere klima, herunder af atmosfærens indhold af CO2, som er godt på vej mod usete højder, kombineret med ændringer på isens overflade i form af bl.a. en kortere periode med snedække, ændringer i snekrystallernes form, tiltagende sne- og isalgevækst, aflejring af luftbårne aerosoler fra fossile brændstoffer og sod fra skovbrande i Alaska, Canada og Sibirien, der er ført med vindsystemer rundt i Arktis.

* Sensibel og latent varmefrigørelse er de to typer at energifrigørelse eller -absorption, der findes i atmosfæren. Latent varme relaterer sig til ændringer i fase mellem væske, gas og fast stof, hvor sensibel varme relaterer sig til ændringer i temperatur uden forandringer i fase.