Карта Гренландии с изменениями температуры. Изображение предоставлено ЕКА. Нажмите, чтобы увеличить.
Исследователи использовали данные радиолокационных альтиметров на спутниках ЕКА более чем за десятилетие, чтобы получить наиболее детальную картину изменений толщины в ледяном покрове Гренландии.
Команда под руководством норвежца использовала данные ERS для измерения изменений высоты в Гренландском ледяном щите с 1992 по 2003 год, обнаружив недавний рост внутренних разрезов, оцениваемый в период исследования примерно в шесть сантиметров в год. Исследование должно быть опубликовано Science Magazine в ноябре, которое было опубликовано в журнале Science Express 20 октября.
Радарные высотомеры ERS работают, посылая 1800 отдельных радиолокационных импульсов на Землю в секунду, а затем регистрируют, сколько времени требуется их эхо-сигналам, чтобы отскочить на 800 километров к спутниковой платформе. Датчик измеряет время прохождения импульсов до наносекунды, чтобы рассчитать расстояние до планеты с максимальной точностью до двух сантиметров.
С июля 1991 года, когда был запущен ERS-1, ЕКА имела как минимум один работающий радарный высотомер на полярной орбите. Первый космический аппарат ЕКА для наблюдения Земли был присоединен к ERS-2 в апреле 1995 года, затем к спутнику Envisat с десятью приборами в марте 2002 года.
Результатом является научно ценный долгосрочный набор данных, охватывающий океаны и сушу Земли, а также ледяные поля, - который можно использовать для уменьшения неопределенности относительно того, растут или уменьшаются ледяные покровы земли по мере роста озабоченности по поводу последствий глобального потепления.
Ледяной щит, покрывающий крупнейший остров Гренландии, имеет площадь 1 833 900 квадратных километров и среднюю толщину 2,3 километра. Это вторая по величине концентрация замерзшей пресной воды на Земле, и если бы она полностью растаяла, глобальный уровень моря повысился бы до семи метров.
Приток пресной воды в Северную Атлантику в результате любого увеличения таяния ледникового щита Гренландии также может ослабить Гольфстрим, что может серьезно повлиять на климат Северной Европы и всего мира.
Усилия по измерению изменений в ледяном покрове Гренландии с использованием полевых наблюдений, самолетов и спутников улучшили научные знания в течение последнего десятилетия, но до сих пор нет единой оценки общего баланса массы ледяного покрова. Однако в последние годы имеются свидетельства таяния и истончения в прибрежных окраинных районах, а также признаки того, что крупные выходящие ледники Гренландии могут расти, возможно, в ответ на изменения климата.
Гораздо менее известны изменения, происходящие в обширной приподнятой внутренней области ледникового щита. Поэтому международная группа ученых - из норвежского Центра окружающей среды и дистанционного зондирования Нансена (NERSC), Центра глобальных исследований океана и оперативной океанографии им. Мона-Свердрупа и Центра климатических исследований Бьеркнес, Российского международного центра окружающей среды и дистанционного зондирования Нансена и США. «Исследовательский центр анализа систем окружающей среды - был вынужден получить и проанализировать самый длинный непрерывный набор данных спутниковых высотометрических наблюдений высот ледникового щита Гренландии.
Объединив десятки миллионов точек данных из ERS-1 и ERS-2, команда определила пространственные закономерности изменений и изменений высоты поверхности за 11-летний период.
В результате получается смешанная картина с чистым увеличением на 6,4 сантиметра в год во внутренней области на высоте более 1500 метров. Ниже этой высоты скорость изменения высоты составляет минус 2,0 см в год, что в целом соответствует учтенному истончению на границах ледового щита. Тенденция ниже 1500 метров, однако, не включает крутые наклонные области, где текущие данные альтиметра непригодны.
Усредненное по пространству увеличение составляет 5,4 см в год на исследуемой территории, с учетом поправки на поднятия коренной породы под ледниковый период. Эти результаты замечательны тем, что они контрастируют с предыдущими научными данными о равновесии в высокогорных льдах Гренландии.
Команда, возглавляемая профессором Ола М. Йоханнессеном из NERSC, приписывает этот внутренний рост ледяного покрова Гренландии повышенному снегопаду, связанному с изменчивостью региональной атмосферной циркуляции, известной как североатлантическое колебание (NAO). Впервые обнаруженный в 1920-х годах, NAO действует аналогично явлению Эль-Ниньо в Тихом океане, способствуя колебаниям климата в Северной Атлантике и Европе.
Сравнивая свои данные с индексом NAO, исследователи установили прямую связь между изменением высоты Гренландского ледникового щита и сильными положительными и отрицательными фазами NAO в зимний период, которые в значительной степени контролируют температуру и характер осадков в Гренландии.
Профессор Йоханнессен прокомментировал: «Эта сильная отрицательная корреляция между зимними изменениями высоты и индексом NAO указывает на недооцененную роль зимнего сезона и NAO для изменений высоты - подстановочный знак в сценариях баланса массы Гренландского ледяного щита в условиях глобального потепления».
Он предупредил, что недавний рост, обнаруженный с помощью радиолокационной альтиметрической съемки, не обязательно отражает долгосрочную или будущую тенденцию. При естественной изменчивости в высокоширотном климатическом цикле, который включает в себя NAO, очень большой, даже 11-летний набор данных остается коротким.
«Очевидно, что существует необходимость в постоянном мониторинге с использованием новых спутниковых высотомеров и других наблюдений, а также численных моделей для расчета массового бюджета ледового щита Гренландии», - добавил Йоханнессен.
Модельные исследования баланса массы ледяного покрова Гренландии в условиях глобального потепления в теплице показали, что повышение температуры примерно до 3ºC приводит к положительным изменениям баланса массы на больших высотах - из-за накопления снега - и отрицательным на низких высотах - из-за таяния снега, превышающего накопление.
Такие модели согласуются с новыми результатами наблюдений. Однако после того, как этот порог будет достигнут, возможно, в течение следующих ста лет потери от таяния превысят накопление от увеличения количества снегопадов - тогда произойдет таяние ледяного покрова Гренландии.
В статье, опубликованной в журнале Science в июне этого года, подробно изложены результаты аналогичного анализа Антарктического ледникового щита на основе данных радиолокационного альтиметра ERS, проведенного группой под руководством профессора Курта Дэвиса из Университета Миссури-Колумбия.
Результаты показали утолщение в Восточной Антарктике порядка 1,8 см в год, но истончение в значительной части Западной Антарктиды. Данные были недоступны для большей части Антарктического полуострова, в связи с недавним истончением ледяного покрова из-за регионального потепления климата, опять же из-за ограничений в работе современных радиолокационных высотомеров.
В миссии ESA CryoSat, потерянной во время запуска 8 октября, был установлен первый в мире радарный альтиметр, специально предназначенный для использования как на суше, так и на морском льду. В контексте слоев ледяного покрова CryoSat был бы способен собирать данные о крутых склонах льда, которые остаются невидимыми для современных радиолокационных высотомеров - это те самые регионы, где происходят самые большие потери.
В настоящее время предпринимаются усилия для изучения возможности создания и запуска CryoSat-2, и решение будет принято к концу года. Тем временем ценные климатологические данные об изменениях ледяного покрова, установленные ERS и Envisat, будут продолжать расширяться.
Источник: ESA News Release
