Groenlandia

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Groenlandia
« en: Jueves 29 Octubre 2009 19:04:32 pm »
Bueno, pues así como tenemos un topic para la Antártida, otro para la banquisa ártica, etc., si os parece podemos usar este tema de título neutro para tratar todo lo referente a Groenlandia, dando continuidad a otros topics como este...
https://foro.tiempo.com/climatologia/se+acelera+el+deshielo+por+el+calentamiento+global+en+groenlandia-t77361.132.html
...y otros.

Bien, para empezar dejar un dato extraido del Arctic Report Card de la NOAA.
http://www.arctic.noaa.gov/reportcard/greenland.html

El deshielo superficial en Groenlandia fue en 2008 el más bajo desde 2001, aunque se mantuvo algo por encima de la media 1989-2008 y aunque la tendencia general siga siendo positiva.

"The average daily melt extent, after Mote and Anderson (1995) and Mote (2007), for 2008 was 424,000 km2, about 2.4% greater than the 1989–2008 average of 414,000 km2, representing the lowest average melt extent since 2001. Significantly more melt occurred in 2008 in the northeast (45.6% greater than the 1989–2008 average) and northwest (29.7%), but less occurred in the two east-central regions (−16.8% and −25.4%) and in the southeast (−21.1%). Melt extent in 2008 was also above the 1979–2007 average. The trend in the total area of melt during 1979–2008 is approximately +15,900 km2 yr−1 and is significant at the 95% confidence interval (p < 0.01)"

Y recupero alguna otra cosa sobre el tema del deshielo superficial:
En este "informe de síntesis", que es una especie de entremés hasta que salga el próximo del IPCC, encontramos esta gráfica:


Se observa que el año con mayor área de deshielo superficial estival en Groenlandia sería 2007...


...pero eso no coincide con los datos que publicó la NASA en su momento (y que mostraban 2005, 2004, 2002, 1999 y 1998 con más deshielo que 2007):
http://www.nasa.gov/vision/earth/environment/greenland_recordhigh.html


(Cierto que la gráfica de la NASA se refería a  "melting index" ["Researchers determine the melting index by multiplying how long melting took place by the area where the increased melting took place"]  frente a "melt area" usado por la otra gráfica;  pero no se si la diferencia entre "melting index" y "melt area" podría justificar los cambios entre gráficas)

« Última modificación: Jueves 29 Octubre 2009 19:25:39 pm por diablo »

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Re:Groenlandia
« Respuesta #1 en: Jueves 29 Octubre 2009 19:17:56 pm »
Respecto al balance de masa superficial, este es el mapa de anomalías de 2008 respecto a la media 1971-2000:


Si no entiendo mal, nos cuentan que la media de acumulación en el período 1971-2000 es de 389 Gt año, y que la anomalía en 2008 ha sido de -145, por lo que el año pasado sólo se habrían ganado unas 245 Gt...

Algunas otras cosas sobre balance de masa superficial:
https://foro.tiempo.com/climatologia/se+acelera+el+deshielo+por+el+calentamiento+global+en+groenlandia-t77361.0.html;msg2094216#msg2094216

https://foro.tiempo.com/climatologia/se+acelera+el+deshielo+por+el+calentamiento+global+en+groenlandia-t77361.0.html;msg2093239#msg2093239

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Re:Groenlandia
« Respuesta #2 en: Jueves 29 Octubre 2009 23:37:11 pm »
por lo que me parece entender a mí, el indice de deshielo de la NASA hace referencia a la velocidad del deshielo (km2/día), puede ser que en el 2007 ese deshielo total fuese mayor, pero más dilatado en el tiempo.

¿sabes si hay alguna gráfica con el índice de deshielo respecto al total de superficie helada? ¿o todos los años se parte de la misma superficie helada?

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Re:Groenlandia
« Respuesta #3 en: Viernes 30 Octubre 2009 16:45:52 pm »
Sí, digamos que la gráfica de la NASA hace referencia a la superficie con deshielo y a la duración de este (multiplying how long melting took place by the area where the increased melting took place), mientras que la del Informe de Síntesis recoge el área total donde ha habido deshielo, independientemente de cuánto halla durado.
Según esas gráficas, aumenta más el área total que el área/duración, lo que nos podría indicar que ha tendido a producirse deshielo en nuevas zonas, pero con una duración efímera.

El punto de partida es todos los años el mismo, sí.

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Re:Groenlandia
« Respuesta #4 en: Domingo 01 Noviembre 2009 23:17:22 pm »
A pesar de este balance superficial positivo, los glaciares costeros de descarga estarían retrocediendo:


Así, en los últimos 6 años Groenlandia en conjunto estaría perdiendo hielo, según detectan los satélites GRACE:
http://thingsbreak.files.wordpress.com/2009/10/increasing-rates-of-ice-mass-loss-from-the-greenland-and-antarctic-ice-sheets-revealed-by-grace.pdf

En, cambio, entre 1992 y 2003 los satélites ERS midieron ganancia de hielo:
http://www.esa.int/esaEO/SEMILF638FE_index_1.html
http://www.agu.org/pubs/crossref/2008/2008GL035417.shtml

La historia desde 1958 podría ser algo así:

http://maps.grida.no/go/graphic/mass-balance-of-the-greenland-ice-sheet
« Última modificación: Lunes 02 Noviembre 2009 17:11:20 pm por diablo »

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Re:Groenlandia
« Respuesta #5 en: Martes 03 Noviembre 2009 15:33:16 pm »
Temperatura entre el siglo IX y 1905 según los testigos de hielo de Summit. El período cálido medieval se observa claramente, muy por encima de los valores al inicio del siglo XX:





Y así han ido las cosas durante el siglo XX:
« Última modificación: Martes 03 Noviembre 2009 16:42:48 pm por diablo »

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Re:Groenlandia
« Respuesta #6 en: Martes 03 Noviembre 2009 21:31:52 pm »
Buena idea, diablo. Yo optaría incluso por separar temperaturas y hielo, sobre todo en la Antártida, porque estos topics con cientos de páginas son un poco difíciles de seguir :P Pero bueno, tampoco nos vamos a complicar.

En cuanto a las temperaturas, podemos añadir esta reconstrucción reciente (1840-2007):

FIG. 11. Greenland ice sheet land station record annual temperature anomalies with respect to the 1951–80 base period. Multiples of standard deviations for the 1951–80 period are included. Major volcanic eruptions are indicated.

Fuente:
Greenland Ice Sheet Surface Air Temperature Variability: 1840–2007 (pdf)
Jason E. Box, Lei Yang, David H. Bromwich y Le-Sheng Bai
Journal of Climate, Volume 22, Issue 14 (July 2009)

*Ver también esta presentación (PPT) del autor.

------------------------

También podemos añadir la reconstrucción 1866-2005 de otro de los artículos que enlazas:

Fig. 2. (a) Mean annual temperature (TMA) difference averaged over ice-sheet area, assembled from two datasets: ECMWF re-analyses (blue) and BOX (red).

Fuente:
Surface mass-balance changes of the Greenland ice sheet since 1866 (pdf)
Wake et al 2009
Annals of glaciology., 50 (50). pp. 178-184

-----------------

Para poner las temperaturas del s. XX en contexto histórico, nos muestras la reconstrucción de temperaturas GISP2 con núcleos de hielo del centro de Groenlandia:


Este gráfico sólo llega a 1.909. Es difícil calibrar a ojo, pero echando un vistazo al período en que se solapa con las anteriores dos reconstrucciones, parece que habría que añadir un calentamiento de más de 1ºC para incorporar las temperaturas del s. XX, lo que situaría las temperaturas actuales como mínimo igual de cálidas que en el óptimo medieval.



En cuanto al balance de masa,

En, cambio, entre 1992 y 2003 los satélites ERS midieron ganancia de hielo:

http://www.esa.int/esaEO/SEMILF638FE_index_1.html
http://www.agu.org/pubs/crossref/2008/2008GL035417.shtml

Los satélites ERS no midieron ganancia de hielo, midieron la altitud de la capa de hielo, lo cual no es indicativo suficiente del balance de hielo porque el hielo no sólo se pierde en superficie.

El primero de los enlaces que citas reporta Johannessen et al 2005, publicado en Science. El propio editor de Science tuvo que hacer una declaración pública diciendo que el artículo no daba resultados para el conjunto de Groenlandia, cosa que el propio artículo original dice expresamente:

Citar
we cannot make an integrated assessment of elevation changes —let alone ice volume and its equivalent sea-level change— for the whole Greenland Ice Sheet, including its outlet glaciers, from these observations alone, [...] It is conceivable that pronounced ablation (e.g., 10, 11) in low-elevation marginal areas could offset the elevation increases that we observed in the interior areas.

Ref:
Recent Ice-Sheet Growth in the Interior of Greenland (pdf)
Johannessen et al 2005
Science Vol. 310 11 November 2005


Y el segundo enlace que citas dice:

Citar
ice sheet was losing 110 ± 70 Gt/yr in the 1960s, 30 ± 50 Gt/yr or near balance in the 1970s–1980s, and 97 ± 47 Gt/yr in 1996 increasing rapidly to 267 ± 38 Gt/yr in 2007


Los análisis GRACE que también nos comentas sí son un instrumento adecuado para medir el balance de masa (aunque empezaron en 2002), y muestran una pérdida de hielo neta que se acelera, pasando de 137 Gt/año al inicio del período a 286 Gt/año al final, o sea, una aceleración de -30+/-11 Gt/año2 en el período 2002-2009:


Fuente:
Increasing rates of ice mass loss from the Greenland and Antarctic ice sheets revealed by GRACE (pdf)
Isabella Veliconga 2009
Geophys. Res. Lett., 36, L19503, doi:10.1029/2009GL040222 - 13 October 2009


« Última modificación: Martes 03 Noviembre 2009 21:40:02 pm por PeterPan »

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Re:Groenlandia
« Respuesta #7 en: Martes 03 Noviembre 2009 21:41:09 pm »
Gracias por las aportaciones.

Si no es abusar, ¿podrías explicar brevemente qué es lo que mide exactamente GRACE y cómo deriva el balance de masa?

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Re:Groenlandia
« Respuesta #8 en: Martes 03 Noviembre 2009 23:30:46 pm »
(iba a comentar esto, pero al final no lo hice  ;) lo digo ahora)
personalmente soy excéptico respecto al GRACE,
hace análisis gravimétricos con varios ajustes intermedios,  la complejidad de estas medidas y ajustes lo hacen (a mi entender) muy susceptible a errores de calibrado (y a variaciones de condiciones extraplanetarias)

lo tengo en cuenta, si, pero necesito contrastarlo con otras fuentes

(lo siento, pero no encuentro la página que miré con el tratamiento de datos del GRACE, es muy curioso, si la vuelvo a encontrar lo enlazo)

Descripción general de funcionamiento:
Citar
GRACE will obtain a gravity field map by looking at how the Earth's mass varies from place to place on the surface as the twin satellites pass over. Mass and gravity are positively correlated - that is to say an increase in mass relates to an increase in the gravitational force exerted. Mass is also related to the density and amount of materials located in any one place. For example rock is more dense (i.e., more mass per unit of volume) than water, and water in its liquid form is generally more dense than in its solid form. Also, a very large amount of rock, such as would be found in a large mountain, has more mass than a small amount of rock, such as might be found in a coastal area . Since the Earth has varied topographic features such as mountains, valleys, and underground caverns, the mass is not evenly distributed around the globe and different physical features can be distinguished. The lumps observed in the Earth's gravity field result from this uneven distribution of mass on the Earth's surface and GRACE will map these perturbations with unprecedented accuracy.

As the GRACE-twins fly in formation over the Earth the precise speed of each satellite and the distance between them is constantly communicated via a microwave K-band ranging instrument. As the gravitational field changes beneath the satellites - correlating to changes in mass (topography) of the surface beneath - the orbital motion of each satellite is changed. This change in orbital motion causes the distance between the satellites to expand or contract and can be measured using the K-band instrument. From this, the fluctuations in the Earth's gravitational field can be determined.

Here's an example of how it works. The two GRACE satellites are traveling in space, both 500 kilometers above the earth. As the front satellite approaches an area of higher gravity, it will be pulled toward the area of higher gravity and speed up. This increases the distance betweenthe two satellites. As the satellites straddle the area of higher gravity, the front satellite will slow down and the trailing satellite will speed up. As the trailing satellite passes the area of higher gravity, it will slow down and the lead satellite will not be affected. As the satellites move around the Earth, the speeding up and slowing down of the satellites will allow scientists to measure the distance between the two satellites, and, therefore, map the earth's gravity field.
http://www.csr.utexas.edu/grace/science/gravity_measurement.html

Citar
Science:

The scientific goals of the GRACE mission complements the research focus of a number of international programs, include the World Ocean Circulation Experiment (WOCE), the Climate Variability Program (CLIVAR), and the Global Ocean Observing System (GOOS). These goals are also responsive to the NASA Mission To Planet Earth (MTPE), which has placed a high priority on the need to observe the Earth's gravity field.

The primary goal of the GRACE mission is to obtain accurate global and high-resolution models for both the static and the time variable components of the Earth's gravity field. These gravity field estimates will provide, with unprecedented accuracy, integral constraints on the global mass distribution and its temporal variations. In the oceanographic community,the knowledge of the static geoid, in conjunction with satellite altimeter data, will allow significant advances in the studies of ocean heat flux, long term sea level change, upper oceanic heat content, and the absolute surface geostrophic currents. Further, the estimates of time variations in the gravity field obtained from GRACE, in conjunction with other in-situ data and geophysical models, will help the science community unravel complex processes in oceanography (e.g. deep ocean current changes and sea level rise), hydrology (e.g. large scale evapo-transpiration and soil moisture changes), glaciology (e.g. polar and Greenland ice sheet changes),and the solid Earth sciences. Due to its global coverage and high accuracy, a quantum leap in the accuracy of the models for the Earth's gravity field will be feasible with GRACE.

An additional science goal of the GRACE mission is to enable advances in the atmospheric sciences by the recovery of refractivity (and the derived quantities of temperature and water vapor profiles) and small scale ionospheric structure from the use of GPS radio occultation data.

The Earth's geopotential field will be characterized by the coefficients of a spherical harmonic expansion model. In the baseline science scenario, these coefficients will be estimated to degree and order 160 or more for the long-term mean part, and to degree and order 100 or less for the time variable part. The temporal variability will be characterized by mean values of the coefficients over 30 days or so. In addition, up to 200 GPS atmospheric profile soundings per day will be acquired, subject to data system limitations. These data will provide globally distributed profiles each day of the excess delay, or bending angle of the GPS measurements due to the ionosphere and the atmosphere.

 During mission operations, the GRACE science data will be made available to the scientific community in an EOS compatible format on a timely basis,shortly after calibration and validation. The Level-1 data products will include the line-of-sight range change and its derivatives, the non-gravitational accelerations, and other tracking and ancillary data. The Level-2 data products will include the coefficients of the geopotential field, the satellite position and velocity, and related geophysical products.

The primary science goal of the GRACE mission will be achieved by collecting and processing the following data types:

   1.

      Accurate measurements of the inter-satellite range change between two co-planar, low altitude polar orbiting satellites, using a microwave tracking system - Since the two satellites are separated in orbit by only a few hundred kilometers along track, the errors due to media effects are minimized as compared to space-based or ground-based tracking. This also ensures the homogeneity of data quality over the mission lifetime of GRACE. By choosing to fly in nearly polar orbits, the coverage of the globe is also maximized.
   2.

      High accuracy accelerometer measurements from each satellite - The presence of high accuracy accelerometers on board each satellite ensures that the differential range changes due to the non-gravitational accelerations can be accurately modeled and removed in the processing of the GRACE inter-satellite tracking data.
   3.

      Precise carrier phase and pseudo-range measurements of GPS satellites - Each satellite carries a geodetic quality GPS receiver to ensure that the orbits for the satellites can be continuously and accurately determined and that the gravity field estimates can be correctly registered in a terrestrial reference frame.
   4.

      Highly accurate attitude quaternions Each satellite is equipped with two Star Cameras capable of providing accurate attitude information. CCD technology and a high precision star catalog enable pointing accuracy at the milliradian level by the cold gas thruster (aided by magnetic torque rods) Attitude Control System.

A dedicated Laser Retro Reflector (LRR) on each satellite allows an external calibration of the onboard GPS system for orbit determination. Laser ranging from the ground can also be used in conjunction with the GPS to support precise orbit determination and gravity field recovery.


En este documento explican la metodología para la modelización:
http://www.csr.utexas.edu/grace/gravity/ggm02/GGM02_JGeod_190_0480.pdf
« Última modificación: Martes 03 Noviembre 2009 23:59:18 pm por _00_ »

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Re:Groenlandia
« Respuesta #9 en: Miércoles 04 Noviembre 2009 00:33:30 am »
OK, gracias.
Sí que parece complejo, aunque en las citas que has puesto se explica algo más claro que en el artículo de Velicogna.
En la Antártida, parece que ya han tenido algún problema con el ajuste del rebote postglaciar, por lo que sus resultados habrían estado hasta ahora ligeramente sobrevalorados:
https://foro.tiempo.com/climatologia/antartida-t87791.0.html;msg2183271#msg2183271

Otras dos preguntas, desde el desconocimiento absoluto: ¿ofrece mejor resolución que ERS para las zonas costeras y marginales?
¿En las zonas elevadas del interior del casquete groenlandés sus datos deberían diferir de los de un altímetro tipo ERS?
« Última modificación: Miércoles 04 Noviembre 2009 00:49:48 am por diablo »

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Re:Groenlandia
« Respuesta #10 en: Miércoles 04 Noviembre 2009 01:01:55 am »
Solo por las fechas de uno y otro imagino que si, que da más resolución el GRACE, sin contar que son 2 satélites, y que hacen actualizaciones mensuales de variaciones,
además el sistema utiliza varios sistemas referenciales para ajustes, comprobaciones,... (probablemente también el ERS)

pero yo no puedo decir nada más al respecto, desconozco los datos concretos de uno y de otro.


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Re:Groenlandia
« Respuesta #11 en: Miércoles 04 Noviembre 2009 01:20:10 am »

También podemos añadir la reconstrucción 1866-2005 de otro de los artículos que enlazas:



Fuente:
Surface mass-balance changes of the Greenland ice sheet since 1866 (pdf)
Wake et al 2009
Annals of glaciology., 50 (50). pp. 178-184

-----------------


De la conclusión de este artículo:
"Higher surface runoff rates similar to those of the last decade
were also present in an earlier warm period in the 1920s and
1930s and apparently did not lead to a strong feedback cycle
through surface lowering and increased ice discharge.
Judging by the volume loss in these periods, we can interpret
that the current climate of Greenland is not causing any
exceptional changes in the ice sheet. Mass loss through
glacier discharge is currently believed to dominate mass loss
through SMB, and both processes are likely to be correlated."

Y aquí, dice Rignot:
"We combine estimates of the surface mass balance, SMB, of the Greenland ice sheet for years 1958 to 2007 with measurements of the temporal variability in ice discharge, D, to deduce the total ice sheet mass balance. During that time period, we find a robust correlation (R2 = 0.83) between anomalies in SMB and in D, which we use to reconstruct a continuous series of total ice sheet mass balance. We find that the ice sheet was losing 110 ± 70 Gt/yr in the 1960s, 30 ± 50 Gt/yr or near balance in the 1970s–1980s, and 97 ± 47 Gt/yr in 1996 increasing rapidly to 267 ± 38 Gt/yr in 2007. Multi-year variations in ice discharge, themselves related to variations in SMB, cause 60 ± 20% more variation in total mass balance than SMB, and therefore dominate the ice sheet mass budget."

Si hay una correlación entre el balance de masa superficial y la pérdida de masa por descarga:  ¿Por qué en 2008  el  balance superficial de masa parece el más alto desde 2001 y, en cambio, la pérdida de masa general continúa acelerando, (se supone que por efecto de la descarga)? ¿Retraso en la correlación?

Ah, por cierto,  recordar que en otro artículo de 2009 que comentamos hace algún tiempo, se indica que el balance superficial de masa en el período 1958-2007 sería un 63% superior a lo estimado anteriormente lo que también debería afectar a los cálculos del balance general de masa...
https://foro.tiempo.com/climatologia/se+acelera+el+deshielo+por+el+calentamiento+global+en+groenlandia-t77361.0.html;msg2094216#msg2094216


« Última modificación: Miércoles 04 Noviembre 2009 01:29:02 am por diablo »