Исследователи обнаружили, что движение ледяных массивов определяет, какие из них переживут ежегодное летнее таяние.

Быстрое сокращение площади морского льда в Северном Ледовитом океане вызвало тревогу по поводу далеко идущих последствий для экосистем, экономики и климатических систем. Но понять факторы, определяющие, как быстро этот лёд исчезает, совсем не просто.

Теперь новый метод отслеживания морского льда и его перемещения в разные сезоны может помочь исследователям предсказать судьбу как старого льда, так и новых льдин, образующихся каждый год. Подобно тому, как течение реки формирует её русло и место, где она заканчивается, маршрут перемещения морского льда играет решающую роль в его выживании.

«Существует давняя идея, что потеря морского льда неизбежна с потеплением», — сказал климатолог Патрик Тейлор (Patrick Taylor) из Исследовательского центра Лэнгли НАСА. «Наше исследование показывает, что то, где начинается лёд и как далеко он перемещается, может иметь огромное значение» в том, как быстро мы теряем морской лёд. Тейлор и его коллеги представят свои выводы на ежегодном собрании AGU 2024 в Вашингтоне, округ Колумбия, 9 декабря.

Приливы и отливы тающего морского льда

Таяние арктического морского льда обусловлено сочетанием факторов, включая повышение температуры, изменение океанских течений и усиленное поглощение солнечного тепла открытыми водами Северного Ледовитого океана.

Предыдущие исследования, анализирующие степень потери льда, в основном фокусировались на среднемесячных показателях площади морского льда. Однако эти методы измерения упускают из виду динамическую природу льда. Участки старого и нового льда постоянно перемещаются и подвергаются влиянию экологических стрессоров, таких как тепло и солёность. Среднемесячные данные не могут отразить, как отдельные льдины реагируют на эти переменные, и данные не могут учитывать изменчивость потери льда из года в год.

Напротив, группа Тейлора стремилась отслеживать отдельные участки морского льда в течение нескольких лет, чтобы понять, как на их выживание влияли пути, по которым они перемещались. Исследователи использовали спутниковые данные из источников, включая Национальный центр данных по снегу и льду, для регистрации еженедельных перемещений отдельных единиц морского льда.

Команда наложила спутниковые данные о воздействии солнечного света, уровнях радиации, движении льда, альбедо, снежном покрове и толщине льда на свой анализ, чтобы определить роль каждого фактора во влиянии на таяние морского льда. Они статистически исследовали миллионы льдин, сосредоточившись на вероятности того, что отдельные льдины выдержат летний сезон таяния, чтобы получить информацию, выходящую за рамки совокупных измерений площади морского льда.

Чтобы отслеживать льдины, исследователи использовали алгоритм отслеживания признаков, который выявлял общие черты между последовательными спутниковыми снимками, сделанными с интервалом от одного до трёх дней. Этот алгоритм также интегрировал данные о ветрах из прогнозов погоды и наблюдения за движением морского льда с буёв, размещённых на морском льду.

«У них есть обширная база данных, охватывающая почти 20 лет», — сказала Линетт Буаверт (Linette Boisvert), климатолог и исследователь криосферы из Центра космических полётов имени Годдарда НАСА, не принимавшая участия в исследовании. «Это первый раз, когда все эти наборы данных собраны в одном месте, поэтому теперь мы можем легко посмотреть, какие факторы могут или не могут заставить морской лёд пережить летнее таяние».

Команда обнаружила, что вероятность того, что участок морского льда переживёт летнее таяние, значительно различается в зависимости от того, куда он перемещался. В целом, участки, которые дрейфовали из своих исходных регионов в более тёплые и южные регионы, имели меньше шансов выжить. Исследователи определили регионы как суббассейны Арктики, такие как море Бофорта. Исследование также показало, что хотя участки более толстого льда в целом с большей вероятностью переживут лето, в таких регионах, как Восточно-Сибирское море, верно обратное, возможно, из-за характера движения тёплой воды.

Результаты предлагают новое детальное понимание изменчивости морского льда в Арктике, где некоторые регионы гораздо более уязвимы, чем другие, к сезонному таянию. По словам Тейлора, понимание этих различий имеет ключевое значение для прогнозирования того, сколько льда останется в будущем и где именно.

Мировые волновые эффекты Арктики

Исчезновение морского льда уже нарушает экосистемы, которые от него зависят, влияя на кормление и миграцию животных, погодные условия, глобальный уровень моря и даже геополитику, поскольку новые судоходные пути открываются в районах, ранее покрытых льдом.

«То, что происходит в Арктике, не остаётся в Арктике», — сказала Буасверт. Регион действует как термостат для планеты, отметила она. По мере потепления каскадные эффекты могут ощущаться во всём мире.

Например, сокращение площади морского льда приводит к большему поглощению тепла океаном, поскольку более тёмная открытая вода пропускает больше тепла от Солнца. Это повышенное количество тепла создаёт обратную связь, ускоряющую потепление. Приливы и отливы в ледяном покрове также влияют на циркуляцию полярных атмосферных структур над головой, что может привести к экстремальным погодным явлениям в регионах, далёких от Арктики.

По словам Тейлора, климатические модели предсказывают потепление Арктики на 5–15°C в течение следующих 100 лет. Сколько льда сохранится в этих совершенно разных сценариях — вопрос открытый, но Тейлор считает, что новый подход его команды поможет. Немногие исследования подробно изучали закономерности циркуляции морского льда в климатических моделях или потенциальные эффекты этих закономерностей, и это как раз то, что группа Тейлора планирует сделать в дальнейшем.

 

Ссылка: https://eos.org/articles/the-survival-of-arctic-sea-ice-may-depend-on-its-travel-routes