Een verslag in hoge resolutie van hoe het oppervlak van Antarctica smelt.

Van tijd tot tijd wordt er in het nieuws gesproken over een ijsberg die is afgebroken van Antarctica. Dit gebeurt ook in een evenwichtsklimaatsysteem, maar de verwachting is dat dit door de klimaatverandering vaker zal gebeuren, wat zal leiden tot een versnelde zeespiegelstijging. Smeltprocessen als gevolg van warmere lucht zullen een steeds belangrijkere rol spelen bij het terugtrekken van de Antarctische ijsplaten. Dit is een cumulatief effect van veel lokale en kortstondige fusieprocessen die vaak onopgemerkt blijven door satellieten. Dit betekent dat onze kennis ontoereikend is over de processen die Antarctica nu en in de toekomst bedreigen.

Met een enorme fascinatie voor een plek op aarde waar we zo weinig van weten en die tegelijkertijd zo belangrijk is, besloot Sophie de Roda Husman daar verandering in te brengen. “IPCC-voorspellingen voor de zeespiegelstijging in 2150 variëren tussen een halve meter voor een scenario met lage emissies en 5 meter voor hoge emissies”, zegt de promovendus bij de afdeling Geowetenschappen en Teledetectie. ‘Maar de onzekerheid in deze schattingen bedraagt ​​ook enkele meters, vooral omdat de bijdrage van de Antarctische ijsplaat moeilijk te voorspellen is. “Ik wil de onzekerheid helpen verminderen.”

Te weinig details of zelden
Verschillende satellietsystemen observeren Antarctica. Deze meten direct de oppervlaktetemperatuur of indirect de oppervlakteruwheid met behulp van radar, die beide kunnen worden omgezet in een maatstaf voor het smelten van het oppervlak. Er zijn dus geen ontbrekende gegevens. “Het probleem is dat systemen die zeer frequente waarnemingen doen, lokale fusieprocessen niet vastleggen omdat ze een te lage resolutie hebben”, zegt De Roda Husman. “En de systemen met veel hogere resolutie vliegen maar een paar keer per week over, dus de processen blijven onopgemerkt omdat ze zo kort duren.”

Gelijktijdige vlucht
Het goede nieuws is dat er soms meerdere satellietsystemen bijna gelijktijdig overvliegen, waardoor beide soorten gegevens voor bepaalde gebieden tegelijkertijd beschikbaar zijn. Eén zo’n gebied is de Shackleton Ice Shelf, die ook grote variaties in smeltpatronen ervaart en daarom representatief is voor alle ijsplaten. Met behulp van deze overlappende gegevens heeft Roda Husman een machine learning-algoritme getraind dat grove, frequente satellietgegevens kan omzetten in gedetailleerde fusiegegevens met hoge resolutie, zowel in tijd als op plaats. “Ik heb het model gevalideerd op de Larsen C-ijsplaat, waar satellieten ook tegelijkertijd overheen vliegen.”

Vervolgens paste hij dit model toe op historische satellietgegevens om UMelt te creëren: een gedetailleerd historisch verslag van hoe het Antarctische oppervlak smelt in de periode 2016-2021. “Het toont het smelten in intervallen van twaalf uur, met een resolutie van 500 meter”, zegt De Roda Husman. ‘Een grote verbetering, want de satellietgegevens hebben bij benadering een resolutie van zo’n 25 kilometer. Dat levert voor sommige ijsplatforms maar een paar pixels op.’

Het analyseren, interpreteren en beheren van de terabytes aan gegevens was een gigantische taak waarvoor cloud computing nodig was, maar het was zeker de moeite waard. “We zien nu zeer gedetailleerde smeltpatronen, vooral in de overgangszone waar de landijskap verandert in zee-ijsplaten.” Het won de prijs voor beste klimaatpublicatie.

Nauwkeurigere klimaatmodellen
Momenteel levert de opwarming van de oceaan, waardoor ijsplaten van onderaf smelten, de grootste bijdrage aan de verzwakking van ijsplaten. Maar dit betekent dat smeltwatermeren ook een grotere impact hebben omdat ze lokaal veel druk kunnen uitoefenen. De afvoer ervan via scheuren in het ijs kan ook bijdragen aan het versneld uiteenvallen van een ijsplaat. En nu de zomertemperaturen in de overgangszone steeds meer boven nul graden uitkomen, versnelt dit proces.

“We hopen dat andere UMelt-wetenschappers de smeltprocessen aan het oppervlak nauwkeuriger kunnen beschrijven, waardoor klimaatmodellen de waarnemingen nog beter kunnen matchen”, zegt De Roda Husman. “Dit zal de onzekerheid over de verwachte zeespiegelstijging verminderen.” Op de vraag of zijn methode ook toepasbaar is op Groenland en de Noordpool geeft hij een heel duidelijk antwoord. ‘Ja, maar mijn prioriteit blijft nog steeds Antarctica.’

Lees hier het volledige winnende bericht van Sophie.

Op dinsdag 19 maart 2024 vond de prijsuitreiking van het Beste Klimaat- en Energiepapier 2023 plaats. Benieuwd naar de overige acht finalisten? Bekijk hier het volledige persbericht dat destijds is verzonden.

Wilt u een van de finalisten interviewen of meer weten over de Delftse klimaat- en energieambities, neem dan gerust contact op met:

• David BoomkensWetenschappelijk woordvoerder Klimaat en Energie – 06 3408 1461 / [email protected]
• Floris den BroederWetenschappelijk woordvoerder Klimaat en Energie – 06 4520 7074 / [email protected]