Contáctenos Quiénes somos
Medio Ambiente y Cambio Climático | Fuente Externa

La criosfera es la parte del sistema climático de la Tierra que incluye precipitaciones sólidas, nieve, hielo marino, hielo de lagos y ríos, icebergs, glaciares y casquetes polares, capas de hielo, plataformas de hielo, permafrost y suelo congelado estacionalmente.

El término “criosfera” tiene su origen en la palabra griega 'kryos' para escarcha o frío helado.

Elementos principales de la criosfera

Nieve

La nieve se forma cuando la humedad en las nubes que tienen temperaturas del aire por debajo de 0˚C (32˚F) se congela en cristales de hielo que se pegan entre sí. Cuando estos se vuelven lo suficientemente pesados, la nieve cae como precipitación. La nieve tiene muchas formas diferentes, incluidos copos de nieve, granizo y aguanieve.

Una vez caída, la nieve se puede clasificar por tipo y formación. Abeto, aguanieve, cornisa y sastrugi son algunos ejemplos comunes. Firn, a veces denominada névé, es nieve que tiene una alta densidad y existe desde hace más de un año. Aguanieve se refiere a la nieve caída que se ha mezclado con agua. Sastrugi y cornisas son comunes donde hay fuertes vientos. Una cornisa es una acumulación sobresaliente de nieve y hielo arrastrados por el viento (generalmente se encuentra en una cresta o acantilado). Los sastrugi son crestas afiladas e irregulares sobre una superficie de nieve, paralelas a la dirección del viento, que pueden crecer muchos metros de largo y hasta un metro de alto.

La nieve terrestre tiene la mayor extensión geográfica de los componentes de la criosfera. Cubre casi 50 millones de km 2  del hemisferio norte en invierno, afectando a regiones densamente pobladas de latitudes medias así como a latitudes más altas. El alto albedo de la nieve reduce la absorción de energía solar y promueve temperaturas superficiales más bajas. La nieve aísla la superficie terrestre de las grandes pérdidas de energía en invierno y reduce la severidad de las heladas del suelo. La nieve suaviza la superficie terrestre, reduciendo la resistencia del viento y modificando los intercambios de energía con la atmósfera. Estas interacciones influyen fuertemente en el balance energético de la superficie terrestre, con efectos locales y regionales en la circulación atmosférica.

La alta sensibilidad de la nieve a los cambios de temperatura y precipitación la convierte en un indicador primario del cambio climático y la implica en las hipótesis del cambio climático relacionadas con la redistribución y aceleración del ciclo del agua.

Precipitación Sólida

La precipitación sólida se origina en las nubes donde la temperatura del aire está por debajo de 0˚C (32˚F). La precipitación sólida tiene una variedad de formas que incluyen nieve, granos de nieve, gránulos de nieve, polvo de diamante, granizo y gránulos de hielo. La nieve es un agregado de cristales de hielo. La precipitación de cristales de hielo se compone de pequeños cristales de hielo que flotan con el viento y caen muy lentamente. También se le llama "polvo de diamante". Granos de nieve: Precipitación de partículas de hielo de color blanco opaco muy pequeñas que caen de una nube y que son bastante planas o alargadas. Los gránulos de nieve son partículas de hielo blancas y opacas que caen de una nube. Estas partículas son generalmente cónicas o redondeadas. También se utiliza el término "graupel". El granizo es la precipitación de partículas de hielo transparentes o parcial o completamente opacas (piedras de granizo), que pueden tener forma esferoidal, cónica o irregular.

Hielo marino

El hielo marino se forma en la superficie del mar por la congelación del agua de mar, que se produce a una temperatura más baja que el agua pura debido a su salinidad (~1,8 ˚C frente a 0 ˚C, respectivamente). A diferencia de los icebergs, los glaciares, las capas de hielo y las plataformas de hielo, el hielo marino se forma y se derrite por completo en el océano. El hielo marino es relativamente delgado, con un grosor que oscila entre unos pocos centímetros y unos pocos metros.

El hielo marino se clasifica por edad, espesor y forma. En términos de edad, el hielo marino se divide más comúnmente en hielo de primer año y hielo de varios años. El hielo de varios años ha sobrevivido a una o más temporadas de derretimiento. Otras categorías de edad y grosor incluyen hielo nuevo (menos de 5 cm), nilas (5~10 cm), gris (10~15 cm), blanco grisáceo (15~30 cm), primer año delgado (30~70 cm), primer año medio año (70~120cm) y grueso primer año (120~180cm).

El hielo Frazil es la primera etapa del crecimiento del hielo marino, donde los cristales o placas de hielo están suspendidos en el agua. El hielo graso es hielo frágil que se ha coagulado para formar una capa "grasienta" o espesa en la superficie sin témpanos de hielo distintivos. Otras formas de hielo marino incluyen hielo a la deriva (cubierta de hielo relativamente uniforme sobre un área grande), témpanos (un trozo de hielo individual de al menos 20 m de diámetro), hielo en forma de panqueque (trozos de menos de 3 m de diámetro), hielo a la deriva (hielo a la deriva). en concentraciones inferiores a seis décimas) y hielo fijo (pegado a la costa, también llamado hielo fijo). Los estanques de deshielo son una respuesta común al derretimiento estival de la superficie del hielo marino. Las temperaturas cálidas también contribuyen a la formación de polynyi (singular; polynya), que son aberturas de forma no lineal en el hielo marino que pueden ser aguas abiertas o estar cubiertas con hielo nuevo y delgado. Los cables son una característica similar a la polinia, pero están formados por la dinámica, no por la temperatura, ya que el hielo marino se separa y crea canales largos. La presión también contribuye a la formación de crestas y montículos. Las crestas se forman cuando el hielo marino se apila al azar una pieza sobre otra, y los montículos son crestas que han sido suavizadas por el derretimiento y otras formas de erosión.

El hielo marino limita los intercambios de calor y humedad entre el océano y la atmósfera, actuando como una “manta térmica”. Debido a la gran diferencia en la reflectividad entre el hielo (brillante) y el océano (oscuro), una reducción en la extensión del hielo marino dará como resultado que el océano absorba más calor en lugar de que se refleje hacia la atmósfera. Es probable que esto amplifique el efecto del calentamiento en latitudes altas, haciendo que la extensión del hielo marino sea un indicador potencial temprano y sensible del cambio climático. El hielo marino también redistribuye la sal y el agua dulce, ya que rechaza la salmuera cuando se congela. El rechazo de la salmuera a su vez produce agua salada, fría y densa en regiones convectivas y polinias.

La zona de hielo marino estacional es altamente productiva biológicamente, lo que hace que el hielo marino sea un componente clave en el ciclo del carbono. El hielo fijo proporciona un hábitat importante para la vida silvestre, y la zona de cizallamiento entre el hielo fijo y el flotante a menudo da como resultado aguas abiertas en estas regiones, en beneficio de la biota.

Hielo de lagos y ríos

El hielo de lagos y ríos se forma en la superficie de los cuerpos de agua dulce. El hielo de lagos y ríos juega un papel clave en los procesos físicos, biológicos y químicos del agua dulce de las regiones frías. La presencia de hielo de agua dulce también tiene ramificaciones económicas, ya que impacta, por ejemplo, en el transporte (duración de la carretera de hielo, temporada de navegación en aguas abiertas) y la ocurrencia y gravedad de las inundaciones por atascos de hielo que a menudo causan daños graves a la infraestructura y la propiedad.

En las regiones árticas y subárticas del hemisferio norte, los lagos son un componente importante del paisaje terrestre. Las estimaciones de su cobertura de área oscilan entre el 15 % y el 40 %, según la ubicación. El hielo de los ríos es también uno de los principales componentes de la criosfera. Afecta a una gran parte del sistema hidrológico mundial, particularmente en el hemisferio norte, donde se desarrolla una capa de hielo en el 29 % de la longitud total del río y el hielo estacional afecta al 58 %. La duración y la ruptura del hielo de los ríos ejerce un control significativo sobre el momento y la magnitud de los eventos hidrológicos extremos, como caudales bajos e inundaciones.

La capa de hielo estacional crece y decae en respuesta a la transferencia de calor a través de la capa superficial del hielo que se ve afectada por la radiación neta, el albedo de la superficie, la profundidad y densidad de la nieve sobre el hielo, la temperatura del aire, la velocidad del viento y el flujo de calor del agua. Aunque los procesos de formación y descomposición del hielo de agua dulce están influenciados por numerosos factores físicos y climatológicos, se ha determinado que el momento de la ruptura y congelación se correlaciona mejor con la temperatura del aire durante las semanas o meses anteriores al evento.

Permafrost

El permafrost, definido como materiales bajo la superficie de la tierra que permanecen a 0˚C o menos de forma continua durante dos o más años, está muy extendido en las regiones ártica, subártica y de alta montaña, así como en las áreas sin hielo de la Antártida. y subantártico. Un área puede tener permafrost continuo, discontinuo, esporádico o aislado, pero la única métrica utilizada para identificar verdaderamente un área de permafrost es la temperatura. En el hemisferio norte, las regiones de permafrost cubren aproximadamente 23 millones de km 2 , un área casi 2,5 veces mayor que la de los Estados Unidos continentales. El área real de tierra cubierta por permafrost ocupa entre 12 y 17 millones de km 2. La capa superior del deshielo estacional se denomina "capa activa". El suelo congelado estacionalmente combinado con suelo congelado intermitentemente ocupa aproximadamente 54,4106 km 2 , o el 57 % de las áreas terrestres expuestas del hemisferio norte e incluye la capa activa sobre el permafrost y los suelos fuera de las regiones del permafrost.

 El permafrost y sus procesos tienen un impacto significativo en la tierra que cubre. A su vez, la tierra cubierta por permafrost tiene un impacto significativo en el espesor y la extensión del permafrost. El tipo de suelo, las plantas y otra vegetación, la nieve, la pendiente del suelo, los lagos y ríos y el clima de un área influyen en las condiciones del permafrost. Los pingos y los polígonos de cuña de hielo son dos formaciones notables que ocurren en presencia de permafrost. Un pingo es hielo cubierto de tierra en forma de montículo y generalmente tiene el tamaño de una pequeña colina; la mayoría de los pingos pequeños tienen la parte superior redondeada, mientras que los pingos más grandes pueden tener grietas en la parte superior o incluso pequeños lagos de agua dulce si se formó un cráter. Los polígonos de cuña de hielo comienzan como una pequeña grieta en el suelo de permafrost. A medida que la nieve se derrite, el agua llena la grieta y se expande a medida que se congela. Las grietas crecen en tamaño hasta que comienzan a empujar hacia arriba el suelo circundante, creando polígonos. Eventualmente, estas cuñas de hielo pueden crear pingos, después de que el suelo muy húmedo enterrado debajo de la capa activa se comprima hasta el punto en que empuja hacia arriba.

Algunas regiones que estaban cubiertas de permafrost se están calentando en el Ártico, lo que permite que el suelo se descongele y cause daños a la infraestructura que se construyó completamente sobre suelo congelado. No es raro que se muevan o reconstruyan edificios o casas debido a cambios en el suelo debajo de ellos, particularmente aquellos ubicados a lo largo de las costas. Donde el hielo marino y el permafrost solían funcionar para proteger la costa, el calentamiento ha reducido tanto el hielo fijo (hielo conectado a la costa) como la extensión del permafrost, lo que a veces da como resultado que trozos de tierra sean arrastrados hacia el mar. Muchas comunidades que viven en regiones afectadas por suelos congelados estacionalmente son conscientes de la presión ejercida sobre las carreteras y otras infraestructuras por la congelación y descongelación del suelo. Las heladas son un buen ejemplo. Cuando el agua atrapada bajo tierra se congela, se expande, empujando el material circundante hacia arriba. Esta fuerza es lo suficientemente poderosa como para crear montículos, o áreas elevadas de suelo, debajo de caminos y otras estructuras. Una vez que el suelo se descongela, el material subyacente se altera y muchas veces causa baches y grandes grietas en el pavimento. Los objetos hechos por el hombre no son las únicas características afectadas por el deshielo. Los bosques húmedos, o bosques donde los árboles se inclinan en ángulos extraños, son comunes en áreas donde el permafrost se ha transformado recientemente en suelo congelado estacionalmente.

Estudios recientes han comenzado a analizar las toneladas de dióxido de carbono, metano y otros gases de efecto invernadero que están enterrados en el permafrost. La estimación actual de la cantidad de carbono almacenado en el permafrost es casi el doble de lo que hay actualmente en la atmósfera terrestre. Yedoma, un tipo de permafrost que existe desde el período Pleistoceno y se encuentra principalmente en Rusia y Siberia, contiene enormes cantidades de carbono que podrían liberarse a la atmósfera si se descongelara.

glaciares

Los glaciares se forman durante largos períodos de tiempo por la nieve que se comprime en hielo, ganando masa a través de las nevadas y la deposición de sedimentos. Los glaciares necesitan una cubierta de nieve perenne y temperaturas bajo cero para retener la masa y, por lo tanto, se encuentran predominantemente en latitudes más altas, pero también en cadenas montañosas altas en latitudes más bajas, como el Himalaya y los Andes. Cuando la ganancia de masa (acumulación de nieve) en el área de acumulación del glaciar supera la pérdida de masa (ablación) en el área de ablación del glaciar, el glaciar está “impulsándose” hacia adelante; viceversa, y el glaciar está “retrocediendo”.

Los dos tipos de glaciares mejor reconocidos difieren mucho en apariencia: los glaciares de pie de monte se forman en valles empinados que desembocan en una llanura plana, produciendo un lóbulo en forma de bulbo, y los glaciares de marea terminan en el mar. Sin embargo, otros tipos de glaciares, como los glaciares de montaña y los glaciares colgantes, pueden ser más difíciles de diferenciar. Varias características prominentes son comunes en todos los glaciares. Las grietas, o grietas gigantes que se forman a medida que fluye el glaciar, se pueden encontrar en todo tipo de glaciares. Las morrenas son franjas largas y coloreadas de roca y escombros que dejan los glaciares a medida que retroceden.

A pesar de su enorme tamaño, los glaciares son móviles; su masa pura, junto con la ablación o la acumulación, se traduce en un movimiento que generalmente se describe en metros por año. Es posible que algunos glaciares apenas se muevan en el transcurso de una década, mientras que otros, como el glaciar Kutiah en Pakistán, han registrado aumentos de hasta 110 metros (360 pies) por día.

Los glaciares ocupan aproximadamente el 10% de la superficie de la Tierra y se pueden encontrar en una variedad de tamaños, desde tan pequeños como 100 metros hasta cientos de kilómetros (km) de longitud. Los casquetes de hielo , que se encuentran en muchas de las islas árticas de Canadá y Eurasia, son masas de hielo en forma de cúpula con flujo radial. Los campos de hielo , que se encuentran en Alaska y los Andes del sur, se caracterizan por un espesor de hielo que es insuficiente para oscurecer la topografía del subsuelo. El grosor promedio del glaciar se puede estimar en aproximadamente la mitad del ancho de la superficie del glaciar.

En muchas cadenas montañosas, los glaciares proporcionan una parte importante de la escorrentía durante la estación seca y, por lo tanto, son fuentes vitales para el agua potable, el riego y la industria. China, India y otros países asiáticos, así como los Andes sudamericanos, enfrentan una pérdida crítica de glaciares con cientos de millones de personas afectadas en esas regiones.

Los glaciares y los ambientes glaciares son indicadores sensibles del cambio climático y, en varias regiones montañosas, componentes importantes del ciclo hidrológico. Aunque los glaciares y los casquetes polares representan solo el 0,5 % del total del hielo terrestre, su contribución al aumento del nivel del mar durante el último siglo superó la de las capas de hielo. Durante las últimas tres décadas, la gran mayoría de los glaciares en todo el mundo se han estado retirando.

Capa de hielo

Una capa de hielo es un cuerpo de hielo a escala continental que fluye por su propio peso hacia el océano. Las capas de hielo se forman durante miles de años a medida que la nieve se acumula año tras año, ganando masa y comprimiendo las capas más antiguas en hielo. Dos importantes capas de hielo que quedan de la última edad de hielo cubren la mayor parte de Groenlandia y la Antártida. Contienen suficiente hielo para elevar el nivel del mar en 7,2 y 58 m, respectivamente, si se derritieran (Aschwanden et al., 2019, Morlinghem et al., 2020). La cantidad de agua dulce almacenada en las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida asciende a más del 68 % de toda el agua dulce de la Tierra y más del 99 % del hielo de agua dulce.

El hielo interior descansa sobre un lecho rocoso. En la Antártida, se estima que el peso total de la capa de hielo ha hundido el suelo subyacente a aproximadamente 2,4 km por debajo del nivel del mar. El hielo se transporta desde la capa de hielo del interior hasta las plataformas de hielo conectadas a través de corrientes de hielo que fluyen rápidamente y glaciares de salida que rompen las barreras montañosas que rodean Groenlandia y la Antártida. Los mantos de hielo son más gruesos cerca de las divisiones de hielo, donde el grosor supera los 4 km en la Antártida oriental y los 3 km en Groenlandia, y son más delgados en los frentes de hielo, donde pueden alcanzar los 200 m.

La forma, la extensión y el volumen de las capas de hielo están controlados en gran medida por el equilibrio entre la cantidad de nieve agregada a la superficie, la escorrentía del agua de deshielo en el margen, la tasa de flujo de hielo en las corrientes de hielo y la cantidad de hielo perdido de las plataformas de hielo se derritieron en sus bases y los icebergs se desprendieron de sus frentes. En la Antártida, el desprendimiento de icebergs es la mayor fuente de pérdida de masa. También se pierde una pequeña cantidad de masa a través del derretimiento de la superficie, y se sabe que algo de agua subglacial llega al océano, aunque se desconoce la cantidad exacta. Si bien los grandes eventos de desprendimiento de icebergs son necesarios para mantener el equilibrio de masa de la capa de hielo, la preocupación es que estos eventos puedan volverse más frecuentes en respuesta al calentamiento atmosférico y oceánico, lo que podría hacer que el sistema pierda el equilibrio de masa. En Groenlandia,

Las capas de hielo son archivos importantes de climas pasados ​​en la Tierra. Los núcleos de hielo recolectados de las capas de hielo brindan información detallada sobre el clima y las condiciones ambientales del pasado en escalas de tiempo desde estaciones hasta décadas y cientos de milenios, según la tasa de acumulación. Son el único medio de estudiar qué tan estrechamente estuvieron vinculados el clima y las concentraciones de gases de efecto invernadero en el pasado y de demostrar que pueden ocurrir cambios climáticos muy abruptos.

 Referencias

Aschwanden, A., Fahnestock, MA, Truffer, M., Brinkerhoff, DJ, Hock, R., Khroulev, C., Mottram, R. y Khan, SA, 2019. Contribución de la capa de hielo de Groenlandia al nivel del mar sobre el próximo milenio. Avances científicos, 5(6), p.eaav9396.

Morlighem, M., Rignot, E., Binder, T., Blankenship, D., Drews, R., Eagles, G., Eisen, O., Ferraccioli, F., Forsberg, R., Fretwell, P. y Goel, V., 2020. Depresiones glaciares profundas y crestas estabilizadoras descubiertas debajo de los márgenes de la capa de hielo antártica. Nature Geoscience, 13(2), pp.132-137. 

Estantes de hielo

Una plataforma de hielo es una pieza permanente de hielo flotante conectada a una masa de tierra. Las dos capas de hielo que quedan en el mundo, en la Antártida y Groenlandia, tienen plataformas de hielo. Algunas plataformas conocidas salpican el hemisferio norte a lo largo de la costa de Canadá, pero la mayoría se encuentra a lo largo de la costa de la Antártida. La mayoría de las plataformas de hielo se forman a lo largo de las costas que las protegen de las cálidas aguas marinas y los vientos destructivos. Debido a esto, las plataformas de hielo pueden sobrevivir durante miles de años y convertirse en estructuras masivas.

Las plataformas de hielo mantienen su tamaño y estabilidad ganando y perdiendo masa periódicamente. Cuando un iceberg se cae de una plataforma de hielo, se pierde masa y el proceso se llama "desprendimiento". El parto es un tipo de ablación. Las plataformas de hielo crecen cuando obtienen hielo de la tierra, generalmente de glaciares o corrientes de hielo.

El aumento de las temperaturas globales ya ha tenido un impacto notable en la salud de las plataformas de hielo y los glaciares que las alimentan. Las plataformas de hielo no contribuyen directamente al aumento del nivel del mar porque ya flotan en la superficie del océano. Sin embargo, las temperaturas más cálidas pasan factura a las aguas que rodean las plataformas, lo que lleva a una menor protección contra los fuertes vientos y el agua tibia. Una vez que una plataforma se rompe o se desprende de la costa, se interrumpe la dinámica que controlaba la fuente (como un glaciar). Sin la contrapresión de la plataforma de hielo para frenar el movimiento, los glaciares que alimentan las plataformas se aceleran más rápidamente, lo que lleva a eventos de desprendimiento más frecuentes y más grandes y, a su vez, eleva el nivel global del mar.

Los icebergs se forman a partir de glaciares y capas de hielo. Los icebergs se encuentran por toda la Antártida y pueden desplazarse considerablemente más al norte que el hielo marino. En el Ártico, se encuentran grandes números alrededor de Groenlandia, a lo largo de la Bahía de Baffin y hacia el sur a lo largo de la costa este de Canadá hasta la Corriente del Golfo; se encuentran con menos frecuencia en otras partes del Ártico. El tamaño de los icebergs varía desde pequeños "pedazos de bergy" del tamaño de un piano hasta enormes icebergs de mesa de cientos de kilómetros cuadrados de área y decenas de metros de altura sobre la línea de flotación. Grandes icebergs como estos pueden afectar significativamente las condiciones oceanográficas a través de las entradas de agua dulce del derretimiento. Los icebergs más pequeños representan peligros significativos para la navegación.

Esta es una traducción automática 

Fuente  

https://public.wmo.int/en/our-mandate/focus-areas/cryosphere/elements