Арктика теряла морской лед в течение последних нескольких десятилетий по мере того, как Земля нагревалась. Тем не менее, каждый год, когда морской лед начинает таять весной после его максимальной зимней протяженности, ученые все еще пытаются точно оценить, сколько льда, по их ожиданиям, исчезнет в течение сезона таяния. Теперь новая модель прогнозирования НАСА, основанная на спутниковых измерениях, позволяет исследователям делать более точные оценки.
Прогнозы того, насколько арктический морской лед уменьшится с весны до осени, являются ценной информацией для таких сообществ, как судоходные компании и местные жители, которые зависят от морского льда для охоты. Изменения площади морского льда в Арктике напрямую влияют на многие виды животных и растений. Неопределенные погодные условия весной и летом делают прогнозирование арктического морского льда на конкретный год чрезвычайно сложным.
С помощью данных со спутников, которые измеряют морской лед в Арктике с 1979 года, ученые могут легко рассчитать тенденцию к уменьшению арктического морского льда. Чтобы сделать прогноз того, как ледовый покров Арктики может вести себя в предстоящем году, у исследователей есть несколько вариантов. Самый простой подход - предположить продолжение долгосрочного тренда в текущем году. Проблема с этим подходом заключается в том, что он пропускает выбросы - годы, когда ледовый покров будет намного выше или ниже ожидаемого. Другим вариантом является анализ физических характеристик морского ледяного покрова по мере развития сезона таяния, чтобы попытаться более точно оценить, будет ли количество морского льда в сентябре больше или меньше, чем ожидается, исходя из долгосрочной тенденции.
«Мы показали, что можем использовать информацию, собранную весной и далее, чтобы определить, увидим ли мы больше или меньше льда в конце лета, чем ожидалось, исходя из долгосрочного снижения», - сказал Алек Петти., ведущий автор новой статьи, которая была опубликована 27 февраля в журнале Earth's Future, и исследователь морского льда в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд..
В исследовании использовались спутниковые измерения площади морского льда и начала его таяния. Команда Петти обнаружила, что прогнозы, основанные на начале таяния - времени, когда морской лед начинает таять и в Северном Ледовитом океане появляется открытая вода - были наиболее надежными ранней весной, тогда как прогнозы, основанные на покрытии морского льда, были более надежными, начиная с июня. Прогнозы сосредоточены конкретно на регионах, которые исторически соответствовали тому, сколько морского льда остается до минимальной протяженности сентября. Прогнозы становятся все более точными с каждым месяцем, так как модель интегрирует больше информации о таянии морского льда и распределении открытых акваторий в Северном Ледовитом океане и окружающих морях в режиме, близком к реальному времени
Чтобы проверить, дает ли их модель надежные прогнозы, команда Петти вернулась в прошлое и сделала прогнозы для каждого года спутниковой записи, используя исторические данные о состоянии арктического морского льда. Затем они оценили результаты как в сравнении с фактической минимальной площадью за этот год, так и в отношении того, что можно было бы предсказать в долгосрочной перспективе..
«Мы обнаружили, что наша модель прогноза намного лучше, чем линейный тренд, отражает то, что на самом деле происходило с морским льдом в любой конкретный год», - сказал Петти. «Наша модель очень хорошо улавливает максимумы и минимумы. Абсолютные значения? Не совсем, но она, как правило, очень хорошо показывает, когда протяженность морского льда будет увеличиваться, а когда - уменьшаться по сравнению с тем, что мы можем ожидать в этом году."
Исследование Петти также показало, что модели могут давать надежные прогнозы морского льда не только для всей Арктики, но и для конкретных регионов; в частности, моря Бофорта и Чукотское к северу от Аляски.
«Состояние морского льда оказывает большое влияние на охотничьи общины Аляски», - сказал Петти. «Если бы они знали заранее, каким будет ледяной покров в этом году, они могли бы сделать вывод о наличии видов, на которые они охотятся».
В будущих исследованиях будет изучено объединение различных измерений морского льда в одну и ту же модель для повышения надежности прогнозов, сказал Петти.