Insamling av spektrala reflektansmätningar av ytsnö med motsvarande snöprover på norra Svalbard. Kredit:Alia Khan / University of Colorado Boulder
Damm som släpps ut av en aktiv kolgruva på Svalbard, Norge, minskade spektralreflektansen för närliggande snö och is med upp till 84 procent, enligt ny University of Colorado Boulder-ledd forskning.
Studien illustrerar det betydande, lokal roll som mörkfärgade partiklar – som absorberar mer solstrålning än ljus snö och håller mer värme närmare jordens yta – kan spela för att påskynda issmältningen i Arktis.
Studien publicerades idag i Journal of Geophysical Research:Atmospheres , en publikation av American Geophysical Union.
Ofläckad snö och is har en mycket hög spektral albedo, ett mått som används för att indikera hur effektivt en given yta reflekterar solenergi. Över tid, luftburna svarta kolpartiklar (från sot eller bilutsläpp, till exempel) eller annat mineraldamm kan färdas långa sträckor i atmosfären och lägga sig på snö och glaciärer, sänka den totala albedo.
För att studera de lokala effekterna av koldamm på ett område med hög spektral reflektans, CU Boulder-forskare fokuserade på en aktiv kolgruva på Svalbard, Norge, ligger på en glest befolkad ö norr om polcirkeln. Forskarna samlade in snö- och isprover från fyra platser på olika avstånd från gruvan, med vissa prover som är synbart smutsigare än andra.
Samlar in spektrala reflektansmätningar av ytsnö med motsvarande snöprover intill Gruva 7 nära Longyearbyen, Svalbard. Kredit:Alia Khan / University of Colorado Boulder
Forskarna mätte sedan ljusabsorptionskapaciteten för varje prov, justering för miljöfaktorer som snökornstorlek och läge i förhållande till gruvan. Övergripande, studien drog slutsatsen att koldamm hade en stark men lokal effekt, minska albedon i närområdet med upp till 84 procent.
Resultaten kan ge en grund för liknande forskning med hjälp av satelliter och fjärranalystekniker i avlägsna områden.
"Den extrema kontrasten mellan snö och damm på just den här platsen gav oss en baslinje för att utveckla algoritmer som vi nu kan använda för att ta framtida mätningar i områden som inte är lättillgängliga, " sa huvudstudieförfattaren Alia Khan, en post-doc forskare vid CU Boulders National Snow and Ice Data Center och tidigare doktorand vid Institutet för arktisk och alpin forskning (INSTAAR).
Resultaten kan också ge sammanhang för framtida politiska beslut angående den potentiella expansionen av gruvdrift i den kolrika arktiska regionen, särskilt i ljuset av pågående permafrostupptining som kan möjliggöra fler landbaserade borroperationer.
"Vi hoppas att dessa markbaserade spektralmätningar kan användas i hanteringen av framtida energiutveckling i Arktis, speciellt för gruvor som kan vara otillgängliga för markbaserade observationer, men kan vara tillräckligt stor för att vara synlig via satellit, sa Khan.
