En ny studie publicerad idag i tidskriften Geofysiska forskningsbrev använde NASA:s ismätande lasersatellit för att identifiera atmosfäriska flodstormar som en viktig drivkraft för ökat snöfall i Västantarktis under den australa vintern 2019.

Dessa fynd från forskare vid Scripps Institution of Oceanography vid University of California San Diego och kollegor kommer att bidra till att förbättra den övergripande förståelsen för processerna som driver förändring i Antarktis, och leda till bättre förutsägelser om havsnivåhöjning. Studien finansierades av NASA, med ytterligare stöd från Rhodium Groups Climate Impact Lab, ett konsortium av ledande forskningsinstitutioner som undersöker riskerna med klimatförändringar.

Atmosfäriska floder är fenomen som transporterar stora mängder vattenånga i långa, smala "floder" på himlen. De är kända för att vara den främsta drivkraften för nederbörd längs USA:s västkust, står för 25-50 procent av den årliga nederbörden i viktiga delar av väst. Ökande forskning om atmosfäriska floder finner att de dominerande påverkar de västra kusterna på de flesta kontinenter, på grund av att hav avdunstar och stormar som bygger upp höga halter av fukt i atmosfären.

NASAs is, Moln, och landhöjdsatellit-2 (ICESat-2), lanserades i omloppsbana i september 2018, ger en detaljerad titt på höjden av is och snö på det stora, frusen kontinent. Satelliten fungerar genom att skicka 10, 000 laserpulser per sekund till jordens yta som mäter höjden på inlandsisar, glaciärer, och mer genom att beräkna tiden det tar en handfull av dessa pulser att återvända till satelliten. Varje foton av ljus har en tidtagg, och dessa taggar kombineras med GPS-platsen för att fastställa dess exakta plats och höjd på marken. Den mäter en detaljerad uppsättning spår över Antarktis istäcke var tredje månad.

"ICESat-2 är den första satelliten som kan mäta snöfall över den antarktiska kontinenten på ett så exakt sätt, sa Helen Amanda Fricker, en glaciolog vid Scripps Oceanography och medförfattare till studien. "På vintern, väderförhållandena förbjuder att ett fältteam där gör observationer på marken. ICESat-2 fyller i denna brist på data över de stora inlandsisarna, och ger oss en större förståelse för ökning och förlust av snömassa på säsongsmässig skala."

Om man tittar på ICESat-2-data, Forskare fann ökningar i höjd över det antarktiska istäcket mellan april 2019 och juni 2020 på grund av ökat snöfall. Med hjälp av en beräkningsmodell av atmosfären och snön, de fann att 41 procent av höjdökningarna över Västantarktis under vintern 2019 inträffade på grund av att intermittenta extrema nederbördshändelser levererade stora mängder snö under korta tidsperioder. Av dessa händelser, 63 procent identifierades som landfallande atmosfäriska floder. Dessa system skiljdes från andra stormar genom de mycket högre fuktnivåer som uppmättes i de lägre delarna av atmosfären.

De atmosfäriska floder som landar i Antarktis har sitt ursprung i subtropiska områden, mellanbreddgraderna på södra halvklotet. De reser långa sträckor utan kontinenter för att stoppa dem, så småningom landfall i Västantarktis.

"Vi vet att frekvensen av atmosfäriska floder förväntas öka, så det är viktigt att forskare kan mäta hur mycket de bidrar till ökningen av snömassan eller ytsmältningen, " sa Susheel Adusumilli, huvudförfattare och Ph.D. kandidat på Scripps Oceanography. "Att veta hur mycket snö som ackumuleras över kontinenten hjälper oss att bättre förstå hur massan förändras som helhet, och informerar vår förståelse av potentialen för höjning av havsnivån från Antarktis istäcke."

Mer än hundra gigaton is går förlorade till havet från Antarktis varje år, bidrar till en pågående höjning av havsnivån. Det mesta av denna isförlust drivs av ökat isflöde i havet från smältningen av de flytande ishyllorna som omger Antarktis. Att förstå balansen mellan massvinster från snöfall i Antarktis inre och massaförluster från havsuppvärmningen är nyckeln till att förbättra prognoserna om havsnivåhöjningen.

Även om denna studie spårade ismassa på kort sikt, atmosfäriska floder i Antarktis kan också driva stora mängder snösmältning. Faktiskt, denna studie fann att cirka 90 procent av sommarfloderna och 10 procent av vinterns atmosfäriska floder sammanföll med potentiell ytsmältning över den västantarktiska istäcket. Atmosfärisk floddriven smältning beror på de låga molnen från dessa system, som kan absorbera och återavge värme tillbaka till ytan. Forskare kommer att behöva ytterligare studier för att förstå om dessa händelser kommer att vara snömakare eller smältare, tittar på faktorer som säsongsvariationer, fuktnivå, molntäckning, eller om var och en är stormberoende.

"I USA., forskare studerar atmosfäriska floder och tittar på om de kan vara fördelaktiga för vattenförsörjningen i Kalifornien eller farliga, orsakar översvämning, " sa studiens medförfattare Meredith Fish, postdoktor vid Rutgers University och alumn i Scripps Oceanography, där hon studerade vid Center for Western Weather and Water Extremes. "Det som är intressant i Antarktis är frågan, kommer atmosfäriska floder att bidra till snösmältning eller snöansamling?"