El viento sublima los copos de nieve en la Antártida

Resulta que los vientos catabáticos que soplan desde el interior hasta los márgenes del continente reducen la cantidad de precipitación (principalmente nevada), que es un factor clave en la formación de la capa de hielo.

Al formar una capa de aire muy seca en el primer kilómetro de la atmósfera, los vientos transforman los copos de nieve que caen durante su caída directamente desde su estado sólido a vapor de agua en un proceso conocido como sublimación. Los autores de este estudio utilizaron nuevos datos recogidos en la costa de Adelie Land durante un período de un año, junto con simulaciones realizadas con modelos atmosféricos. Estimaron que, a través del continente, la precipitación acumulada cerca del suelo era 17% más baja que su nivel máximo más alto en altitud.

Sus mediciones indican que la precipitación puede ser hasta un 35% más baja en la región alrededor de la Antártida Oriental. Los investigadores creen que este fenómeno podría agravarse aún más por el cambio climático. Su estudio ha sido publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Hasta ahora, el alcance de este importante proceso, que es en gran medida indetectable por satélite, no fue plenamente apreciado", explica Alexis Berne, autor correspondiente del estudio y jefe del Laboratorio de Teledetección Ambiental (LTE) de EPFL.

Berne trabajó con un equipo de investigadores suizos, franceses e ingleses en 2015 y 2016, utilizando una nueva combinación de instrumentos para realizar mediciones en la estación de investigación francesa de Dumont d'Urville en la costa de East Antarctica.

El equipo utilizó tres instrumentos: un radar meteorológico Doppler de doble polarización, un medidor de precipitación de pesada y un perfilador de radar. El radar de polarización recogió información sobre el tipo e intensidad de la precipitación, mientras que el medidor de precipitación pesaba la nevada acumulada cada minuto y ayudaba a calibrar las estimaciones de los dos radares.

Estos dos instrumentos se utilizaron para recopilar datos de noviembre de 2015 a enero de 2016. El tercer instrumento -el perfilador de radar- ha estado recopilando continuamente perfiles verticales de la intensidad de precipitación hasta tres kilómetros de altitud desde noviembre de 2015 en Dumont d'Urville.

Al principio, los investigadores se sorprendieron por los resultados que obtuvieron. La pronunciada disminución de las precipitaciones registradas cerca del suelo no fue coherente con sus observaciones habituales.

"Por lo tanto, hemos trabajado la hipótesis de que la reducción de la precipitación en los niveles atmosféricos inferiores fue causada por cristales de nieve sublimación como resultado de los vientos catabáticos", explica Christophe Genthon, CNRS Científico Senior del Instituto de Geociencias del Medio Ambiente, con sede en Grenoble. Estos vientos frecuentes y fuertes provienen de las altas mesetas del continente. La capa de hielo antártica es bastante plana, por lo que los vientos pueden ganar en fuerza y ??llegar hasta la costa.

Esto crea una fina capa inferior de aire (hasta 300 m) que está saturada de cristales de nieve elevados. Por encima de esto, hay una segunda capa de aire que es mucho más seca. Los copos de nieve formados en la capa de nubes en lo alto, se subliman cuando pasan a través de esta segunda capa, convirtiéndose directamente en vapor de agua. Con el tiempo, esto reduce la contribución de la precipitación al balance de masa de la capa de hielo.

"Esta capa está en una zona ciega para los satélites debido a los ecos de la superficie, lo que explica por qué este fenómeno no había sido detectado por los satélites", dice Berne.

Los investigadores encontraron entonces evidencia de vientos catabáticos capaces de desencadenar la sublimación en la mayoría de los datos recolectados por la radiosonda en las estaciones de investigación permanentes a través de la Antártida Oriental.

Utilizando una serie de modelos numéricos atmosféricos y comparando los resultados con las mediciones tomadas en Adelie Land, fueron capaces de cuantificar el impacto sobre todo el continente. Y descubrieron que el proceso de sublimación tiene una enorme influencia sobre la acumulación de precipitación.

Los datos sobre el balance de masa de la capa de hielo son esenciales para predecir cómo el nivel del mar subirá o bajará. Los investigadores generalmente esperan que el calentamiento global resulte en mayores niveles de precipitación en la Antártida. Pero el impacto de los vientos catabáticos en la precipitación podría desafiar estas previsiones y hacerlas mucho más complicadas. Por lo tanto, el equipo planea continuar analizando el continente.

"Nos gustaría seguir recolectando datos sobre las zonas costeras y ver más de cerca las áreas donde el terreno es más complejo. También planeamos utilizar diferentes tipos de modelos atmosféricos para fines de comparación. En términos generales, esperamos que nuestro trabajo ayude a aumentar nuestro comprensión de cómo el cambio climático afectará la precipitación en la Antártida ", explica Alexis Berne.

Referencia

Jacopo Grazioli, Jean-Baptiste Madeleine, Hubert Gallee, Richard M. Forbes, Christophe Genthon, Gerhard Krinner and Alexis Berne, "Katabatic Winds Diminish Precipitation Contribution to the Antarctic Ice Mass Balance", Proceedings of the National Academy of Sciences, 25 September 2017.