Den globala kryosfären - alla områden med fruset vatten på jorden - krympt med cirka 87, 000 kvadratkilometer (cirka 33, 000 kvadratkilometer, ett område som är ungefär lika stort som Lake Superior) per år i genomsnitt mellan 1979 och 2016, till följd av klimatförändringarna, enligt en ny studie. Denna forskning är den första som gör en global uppskattning av jordens ytarea täckt av havsis, snötäcke och frusen mark.

Omfattningen av mark som täcks av fruset vatten är lika viktig som dess massa eftersom den ljusa vita ytan reflekterar solljus så effektivt, kyler planeten. Förändringar i storlek eller placering av is och snö kan förändra lufttemperaturer, ändra havsnivån och till och med påverka havsströmmar över hela världen.

Den nya studien publiceras i Jordens framtid , AGU:s tidskrift för tvärvetenskaplig forskning om det förflutna, nutid och framtid för vår planet och dess invånare.

"Kryosfären är en av de mest känsliga klimatindikatorerna och den första som visar en föränderlig värld, "sade författaren Xiaoqing Peng, en fysisk geograf vid Lanzhou University. "Dess förändring i storlek representerar en stor global förändring, snarare än en regional eller lokal fråga. "

Kryosfären rymmer nästan tre fjärdedelar av jordens färska vatten, och i vissa bergsområden, minskande glaciärer hotar dricksvattenförsörjningen. Många forskare har dokumenterat krympande isskivor, minskande snötäcke och förlust av arktisk havsis individuellt på grund av klimatförändringar. Men ingen tidigare studie har övervägt hela omfattningen av kryosfären över jordens yta och dess reaktion på uppvärmningstemperaturer.

Sammandragning i rum och tid

Peng och hans medförfattare från Lanzhou University beräknade den dagliga omfattningen av kryosfären och gjorde i genomsnitt värdena för att komma med årliga uppskattningar. Medan kryosfärens omfattning växer och krymper med årstiderna, de fann att det genomsnittliga området som täcks av jordens kryosfär har minskat totalt sett sedan 1979, korrelerar med stigande lufttemperaturer.

Krympningen inträffade främst på norra halvklotet, med en förlust på cirka 102, 000 kvadratkilometer (cirka 39, 300 kvadratkilometer), eller ungefär halva storleken på Kansas, varje år. Dessa förluster kompenseras något av tillväxten på södra halvklotet, där kryosfären expanderade med cirka 14, 000 kvadratkilometer (5, 400 kvadratkilometer) årligen. Denna tillväxt skedde främst i havsisen i Rosshavet runt Antarktis, troligen på grund av vind- och havsströmmar och tillägg av kallt smältvatten från isar i Antarktis.

Uppskattningarna visade att inte bara den globala kryosfären krympt utan att många regioner förblev frysta under kortare tid. Den genomsnittliga första frysdagen inträffar nu cirka 3,6 dagar senare än 1979, och isen tinar cirka 5,7 dagar tidigare.

"Den här typen av analyser är en bra idé för ett globalt index eller indikator på klimatförändringar, "sa Shawn Marshall, en glaciolog vid University of Calgary, som inte var inblandad i studien. Han tror att ett naturligt nästa steg skulle vara att använda dessa data för att undersöka när is och snötäcke ger jorden sin högsta ljusstyrka, för att se hur förändringar i albedo påverkar klimatet säsongs- eller månadsvis och hur detta förändras över tiden.

För att sammanställa sin globala uppskattning av kryosfärens omfattning, författarna delade upp planetens yta i ett gallersystem. De använde befintliga datamängder av global havsutbredning, snötäcke och frusen jord för att klassificera varje cell i nätet som en del av kryosfären om den innehöll minst en av de tre komponenterna. Sedan uppskattade de kryosfärens omfattning dagligen, månads- och årsbasis och undersökte hur det förändrades under 37 års studieår.

Författarna säger att den globala datamängden nu kan användas för att ytterligare undersöka klimatförändringarnas inverkan på kryosfären, och hur dessa förändringar påverkar ekosystem, kolutbyte och tidpunkten för växt- och djurlivscykler.