Grönlandsisen smälter, släpper ut hundratals miljarder ton vatten i havet varje år. Havsnivåerna stiger stadigt.

För att bättre förstå och förutse förändringar i havsnivåhöjningen, Forskare har försökt att kvantifiera hur mycket snö som faller på inlandsisen under ett givet år, och var, eftersom snö är den primära källan till inlandsisens massa. Detta har visat sig vara ett utmanande problem.

Dock, en ny studie från ett team av forskare ledd av University of Wisconsin–Madison Space Science and Engineering Center forskare, Claire Pettersen, beskriver en unik metod som involverar molnegenskaper som kan hjälpa till att svara på några stora frågor om Grönlands inlandsis och dess snöfall. Studien publiceras idag [9 april, 2018] i tidskriften Atmosfärskemi och fysik .

"Det finns många teorier om hur nederbördsprocesserna över inlandsisen kommer att förändras i framtiden, säger Pettersen. Kommer den att få mer till följd av ökad nederbörd eller mindre på grund av minskande nederbörd?

Pettersens tillvägagångssätt innebar att studera de typer av moln som resulterar i snö på inlandsisen, och undersöker de distinkta vägarna dessa moln tar innan de producerar snö vid Summit Station, en mångårig forskningsstation belägen mitt på Grönland.

Regioner med högre höjd på inlandsisen får inte ett överflöd av nederbörd, och Summit Station tenderar att vara torrare fortfarande. Dock, nederbörden den får är kritisk, Pettersen säger:"eftersom det är den enda tillgängliga källan för att bygga upp massa på inlandsisen."

Grönland är mer än dubbelt så stort som Texas och om hela inlandsisen smälte, Forskare uppskattar att den globala havsnivån skulle stiga med cirka 24 fot.

Pettersen och hennes team utvecklade ett verktyg som aggregerade och bearbetade fem års data från Integrated Characterization of Energy, Moln, Atmosfäriskt tillstånd, och Precipitation at Summit (eller ICECAPS) experiment, förlitar sig på en rad markbaserade, fjärravkänningsinstrument – ​​från dopplerradar till en bildkamera för ispartiklar – för att samla in atmosfärisk information.

Pettersen utnyttjade en mängd data från ett instrument som vanligtvis används för att mäta egenskaper som temperatur och luftfuktighet, kallas mikrovågsradiometer, och från den samlade information om moln flytande vatten och is i moln ovanför Grönland.

Hon upptäckte att nederbörden vid toppmötet kom från två olika molntyper. Den första, moln med blandade faser, hålla vattenånga, underkylda molnvätskedroppar, och ispartiklar. De är vanliga över hela Arktis.

Den andra typen, ismoln, innehåller endast iskristaller och inget moln flytande vatten. Dessa moln tenderar att vara djupa, med molntoppshöjder som når så högt som 10 km över havet, Pettersen förklarar.

Snöproducerande moln i blandad fas har sitt ursprung längs den sydvästra kusten av Grönlands inlandsis, där den uppåtgående sluttningen till Summit är mjuk och obehindrad. Pettersen fann att de producerar 51 procent av snöansamlingen som observerades vid toppmötet.

Ismoln, å andra sidan, är ett särdrag som är vanligare på Grönlands sydöstra kust, där de möter ett unikt hinder:För att nå Summit Station från Nordatlanten, de måste övervinna en brant ås.

"Om du har ett starkt stormsystem, det kan generera tillräckligt med höjning för att dra fukt från nära havets yta upp över åsen, och korsa högplatån av det centrala Grönlands inlandsis, " förklarar Pettersen.

Även om en ganska intensiv process, det är ett effektivt sätt att överföra fuktig havsluft till Grönlands centrum, tillägger hon. Teamet fann att dessa typer av moln står för 35 procent av snön som byggs upp på Summit.

Tillsammans, dessa två processer – från två olika riktningar som följer distinkta nordliga spår – hjälper till att tillhandahålla nyckelmekanismer för att ta hänsyn till snöfall i denna region av Grönlands inlandsis. Atmosfärsdynamiken som är ansvarig för de distinkta snötyperna kan vara en viktig del av det arktiska klimatpusslet, säger Pettersen.

Till skillnad från tidigare studier, som förlitade sig på modeller eller indirekta data, hennes team kunde använda observationer som samlats in direkt från studieregionen, ändå överensstämmer de med tidigare fynd. Pettersen hoppas att med mer dataanalys över längre tidsperioder, forskare kommer att hitta fler svar ännu för att förklara det smältande inlandsisen och den efterföljande havsnivåhöjningen som redan har haft en inverkan på regioner över hela planeten.

"Att förstå processerna som skapar nederbörd vid Summit Station kommer att hjälpa oss att ytterligare förstå massbalansen på Grönlands inlandsis, som är direkt kopplad till förändringar i havsnivåhöjningen, säger Pettersen.