За последние 22 года уровень моря в Арктике поднимался в среднем на 2,2 миллиметра в год. К такому выводу пришла датско-немецкая исследовательская группа после оценки 1,5 миллиарда радиолокационных измерений различных спутников с использованием специально разработанных алгоритмов.
«Арктика - это очаг изменения климата», - объясняет профессор Флориан Зейтц из Немецкого института геодезических исследований при Мюнхенском техническом университете (TUM). «Из-за повышения температуры ледники Гренландии отступают. В то же время морской лед тает. Ежегодно в океан выбрасываются миллиарды литров талой воды». Огромные объемы пресной воды, выбрасываемые в Арктику, не только поднимают уровень моря, но и могут изменить систему глобальных океанских течений - и, таким образом, наши климат.
Но как быстро поднимается уровень моря? И какой именно эффект это имеет? Чтобы ответить на эти вопросы, климатологам и океанографам требуются конкретные измерения за как можно более длительный период.
В результате совместных усилий исследователи из Датского технического университета (DTU) и ТУМ задокументировали изменения уровня моря в Арктике за более чем два десятилетия. «Это исследование основано на радиолокационных измерениях из космоса с помощью так называемых альтиметрических спутников и охватывает период с 1991 по 2018 год. Таким образом, мы получили наиболее полный и точный обзор изменений уровня моря в Северном Ледовитом океане на сегодняшний день. Эта информация важно с точки зрения возможности оценить будущие уровни моря, связанные с изменением климата», - говорит Стин Килдегаард Роуз, доктор философии. Д., научный сотрудник Space DTU.
Поиск воды с помощью алгоритмов
«Проблема заключается в том, чтобы найти сигналы воды в измеренных данных: спутники-радары измеряют только расстояние до поверхности: хотя обширные районы Арктики покрыты льдом, который скрывает морскую воду», - объясняет доктор. Марчелло Пассаро. Исследователь ТУМ разработал алгоритмы для оценки радиолокационных эхо-сигналов, отраженных от воды, когда они достигают поверхности через трещины во льду.
Используя эти алгоритмы, Пассаро обработал и гомогенизировал 1,5 миллиарда радиолокационных измерений со спутников ERS-2 и Envisat. На основе сигналов, отслеженных в TUM, команда DTU работала над постобработкой этих данных и добавила измерения, собранные текущей миссией радара CryoSat.
От среднемесячных значений к климатической тенденции
Исследователи создали карту с точками сетки, чтобы представить ежемесячные повышения уровня моря за период с 1996 по 2018 год. Сумма ежемесячных карт показывает долгосрочную тенденцию: уровень моря в Арктике поднялся в среднем на 2,2 миллиметра в год.
Однако существуют значительные региональные различия. В пределах круговорота Бофорта, к северу от Гренландии, Канады и Аляски, уровень моря повышался в два раза быстрее, чем в среднем - более чем на 10 сантиметров за 22 года. Причина: здесь скапливается малосоленая талая вода, а устойчивый восточный ветер создает течения, препятствующие смешиванию талой воды с другими океанскими течениями. Вдоль побережья Гренландии, напротив, уровень моря падает - на западном побережье более чем на 5 мм в год, потому что тающие ледники ослабляют там силу притяжения гравитации.
«Гомогенизированные и обработанные измерения позволят исследователям климата и океанографам пересматривать и улучшать свои модели в будущем», - заключает Пассаро.