Regnväder blir allt vanligare över delar av Grönlands inlandsis, utlöser plötsliga smältningshändelser som äter på isen och förbereder ytan för mer utbredd framtida smältning, säger en ny studie. Vissa delar av inlandsisen får till och med regn på vintern – ett fenomen som kommer att sprida sig när klimatet fortsätter att värmas upp, säger forskarna. Studien publiceras denna vecka i den europeiska vetenskapliga tidskriften Kryosfären .

Grönland har tappat is under de senaste decennierna på grund av progressiv uppvärmning. Sedan omkring 1990, medeltemperaturerna över inlandsisen har ökat med så mycket som 1,8 grader C (3,2F) på sommaren, och upp till 3 grader C (5.4F) på vintern. 660:an, Ett ark på 000 kvadratkilometer tros nu förlora cirka 270 miljarder ton is varje år. Under mycket av denna tid, det mesta trodde man komma från isberg som kalvade i havet, men nyligen har direkt smältvattenavrinning kommit att dominera, svarar för cirka 70 procent av förlusten. Regnigt väder, säger studieförfattarna, blir allt mer den utlösande faktorn för detta avrinning.

Forskarna kombinerade satellitbilder med väderobservationer på marken från 1979 till 2012 för att fastställa vad som utlöste smältning på specifika platser. Satelliter används för att kartlägga smältning i realtid eftersom deras bilder kan skilja snö från flytande vatten. Cirka 20 automatiserade väderstationer utspridda över isen erbjuder samtidiga data om temperatur, vind och nederbörd. Genom att kombinera de två uppsättningarna data, forskarna nollställde mer än 300 händelser där de fann att den första triggern för smältning var väder som ledde till regn. "Det var en överraskning att se, " sade studiens huvudförfattare, Marilena Oltmanns från Tysklands GEOMAR Center for Ocean Research. Hon sa att under studietiden, smältning i samband med regn och dess efterföljande effekter fördubblades under sommaren, och tredubblades på vintern. Den totala nederbörden över inlandsisen förändrades inte; det som förändrades var formen av nederbörd. Allt sagt, forskarna uppskattar att nästan en tredjedel av det totala avrinning som de observerade initierades av nederbörd.

Smältning kan drivas av ett komplex av faktorer, men införandet av flytande vatten är en av de mest kraftfulla, sa Marco Tedesco, en glaciolog vid Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory och medförfattare till studien. Varm luft, självklart, kan smälta is direkt, men är inte särskilt effektiv i sig, han sa. Dock, varmare temperaturer kan ge kaskadeffekter. En är att de gör det mer sannolikt att atmosfäriska förhållanden kommer att passera tröskeln där nederbörden kommer ner som regn, inte snö. Flytande vatten bär mycket värme, och när det sugs in i en snöig yta, det smälter snön runt sig, släpper ut mer energi. Under tiden, den varma luften som förde regnet bildar ofta moln, som fålla i värmen.

Denna kombination av faktorer producerar en smältpuls som livnär sig på sig själv, och klarar väl regnet själv, ofta flera dagar. Vidare, forskarna fann att längden på dessa pulser ökade under de årtionden de analyserade, i kallt väder från två dagar till tre, och under den korta sommaren, från två dagar till fem.

Det finns långsiktiga effekter, säger studieförfattarna. De tror att en del av smältvattnet rinner av, men resten fryser på plats igen, morphing normalt fluffig, reflekterande snö på eller nära ytan till mörkare, tätare ismassor. Denna is absorberar lättare solstrålning än snö, så när solen kommer fram, det smälter lättare, producerar mer flytande vatten, som matar mer smältning, i en ond återkopplingsslinga. Detta, sa Tedesco, har lett till mer och tidigare smältning på sommaren. Och eftersom ytan har härdat till is, mycket av det smältvattnet kan lättare rinna av isen mot havet.

"Om det regnar på vintern, som förutsätter att isen är mer sårbar på sommaren, " sa Tedesco. "Vi börjar inse, du måste titta på alla årstider. "

Medan regn träffar allt mer avlägsna delar av isen på sommaren, vintern nederbörd hittills verkar mestadels begränsat till lägre höjder i södra och sydvästra Grönland. Den förs in av fuktig, relativt varma havsvindar från söder, som vissa samhällen i andra områden kallar neqqajaaq. Dessa vindar kan bli vanligare på grund av klimatinducerade skift i jetströmmen. Inlandsisens höjd ökar längre inåt landet och det är därmed kallare och snöigare; men om medeltemperaturen fortsätter att öka som förväntat, linjen där fukten kommer ner som regn istället för snö kommer snabbt att röra sig inåt, uppåt och norrut. "Isen borde få massa på vintern när det snöar, men en ökande del av massvinsten från nederbörd förloras genom smältning, sa Oltmanns.

Grönland är inte den enda platsen längst i norr som drabbas av tilltagande regn. Under de senaste åren har onormala vinterregn har drabbat den norra kanadensiska tundran, sedan återfryst över ytan, tätning av växter som rensdjur och myskoxar normalt söker genom den lösa snön; om några år, detta har decimerat besättningar. Och en nyss publicerad studie från nära Fairbanks, Alaska, visar att ökande vårregn tränger ner genom permafrosten, tinar det och släpper ut stora mängder metan, en mycket effektiv växthusgas.

Mellan 1993 och 2014, global havsnivåhöjning accelererade från cirka 2,2 millimeter per år till 3,3 millimeter, och mycket av den accelerationen tros bero på smältning på Grönland. Prognoser för havsnivåhöjning i slutet av detta århundrade sträcker sig i allmänhet från två till fyra fot, men de flesta prognoser redogör ännu inte för vad som kan hända med isen på Grönland, inte heller med den mycket större massan i Antarktis, eftersom förståelsen av fysiken fortfarande inte är tillräckligt avancerad.

Richard Alley, en framstående glaciolog vid Pennsylvania State University, sade att det nya papperet ökar förståelsen. "Den stora bilden är klar och oförändrad, " sa han. "Uppvärmning smälter is, "Men, han lade till, de specifika processer som kommer att bära detta "måste kvantifieras, förstås och införlivas i modeller. Det här nya dokumentet gör viktigt arbete med att förstå och kvantifiera."