Визуализация исчезновения льда в Арктике

Огромная шапка замерзшей морской воды на поверхности Северного Ледовитого океана и соседних морей за последние десятилетия подверглась двойному удару: ее площадь сократилась, самый старый и толстый лед либо истончился, либо растаял совсем, в результате чего ледяной покров стал более уязвимым к потеплению океана и атмосферы.

«На протяжении многих лет мы наблюдаем, как старый лед исчезает, — говорит Уолт Мейер из Центра космических полетов Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. — Этот толстый покров служит защитной опорой для всей шапки: лето своим теплом может растопить тонкий лед, но полностью избавиться от старого льда ему не под силу. Однако его становится все меньше, а оставшийся истончается, и противодействие плюсовой температуре уже не такое устойчивое, как раньше».

Прямые измерения толщины морского льда в Арктике являются единичными и неполными, поэтому ученые разработали модель возрастной эволюции морского льда с 1984 года по настоящее время. Новая визуализация НАСА показывает, как морской лед рос и сокращался, таял и дрейфовал в течение последних трех десятилетий. По словам ученых, возраст льда — прекрасный показатель его толщины, потому что когда лед становится старше, он становится толще. Это обусловлено тем, что, как правило, зимой прибавляется больше льда, чем успевает растаять за лето.

В начале 2000-х годов ученые из Университета Колорадо разработали способ контролировать движение арктического морского льда и изменение его возраста с использованием данных из различных источников, преимущественно — на основе пассивных спутниковых микроволновых инструментов.

Эти инструменты оценивают яркостную температуру — это мера микроволновой энергии, излучаемой морским льдом, которая зависит от температуры, солености, текстуры ледяной поверхности и слоя снега на морском льду. Каждая льдина имеет характерную яркостную температуру, и ученые идентифицировали и отслеживали их с помощью последовательных пассивных микроволновых изображений. Также система использует информацию с дрейфующих буйков и метеорологические данные.

«Это как бухгалтерский учет, мы отслеживаем, что происходит с морским льдом, как он движется, нарастает и отступает, пока не растает на месте или не выйдет за пределы Арктики», — поясняет Мейер.


Ежегодно морской лед образуется зимой и тает летом. Тот, что выдерживает сезон таяния, утолщается с каждым годом. Вновь сформированный лед вырастает до 1–2 метров в толщину в течение первого года, в то время как толщина многолетнего льда, который пережил несколько теплых сезонов, составляет примерно 3–4 метра.

Чем старше и толще лед, тем он более устойчив к таянию и менее подвержен влиянию ветра и штормовых волн.

Движение морского льда не ограничивается его сезонным расширением и отступлением: кроме прибрежных районов, ледяной покров на море находится почти в постоянном движении. Главной движущей силой в этом процессе выступает ветер.

В Арктике есть две основные циркуляции воздушных масс: круговорот Ботфорта, где лед вращается как колесо по часовой стрелке в море Бофорта к северу от Аляски, и Трансполярное дрейфовое течение, которое перемещает лед от берегов Сибири в направлении пролива Фрама к востоку от Гренландии, где он выходит из арктического бассейна и тает в теплых водах Атлантического океана.

Однако примерно каждую неделю по этой же траектории проходят погодные системы, влияющие на эти потоки. Так что скорость движения льда не является постоянной. Когда наступает весна и лед начинает таять, он исчезает из периферических морей. Новое видео показывает две основные потери толстого льда.

Первая, которая началась в 1989 году и продолжалась несколько лет, была связана с изменением в Арктической осцилляции, которая ослабила круговорот Ботфорта и усилила Трансполярное дрейфовое течение, вымывшее из Арктики больше морского льда, чем обычно.

Второй пик таяния начался в середине 2000-х годов. «В отличие от 1980-х годов теперь старый лед тает в пределах Северного Ледовитого океана в летнее время. Одна из причин кроется в том, что многолетний лед имеет тенденцию к сплочению, и теперь мы видим относительно меньшие его куски вперемешку с более молодым льдом. Эти изолированные льдины толстого льда гораздо легче растопить», — отмечает Мейер.

Потери толстого льда, по словам ученых, колоссальны. В 1980-е годы он составлял 20 % морского ледяного покрова. Сейчас — лишь около 3 %. Не исключено, что совсем скоро летняя Арктика окажется полностью свободной ото льда.