Арктический морской лед, обширная оболочка из замерзшей морской воды, плавающей в Северном Ледовитом океане и соседних с ним морях, за последние десятилетия подвергся двойному удару: по мере того, как его протяженность сокращалась, самый старый и самый толстый лед либо истончался, либо или растаял, оставив ледовую шапку более уязвимой для нагревающегося океана и атмосферы.
«На протяжении многих лет мы видели, что старый лед исчезает», - сказал Уолт Мейер, исследователь морского льда в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «Этот старый, более толстый лед подобен бастиону морского льда: теплое лето растопит весь молодой, тонкий лед, но не сможет полностью избавиться от старого льда. Но этот старый лед становится слабее, потому что его стало меньше, а оставшийся старый лед более разбит и тоньше, так что фальшборт уже не так хорош, как раньше».
Прямые измерения толщины морского льда носят спорадический и неполный характер в Арктике, поэтому ученые разработали оценки возраста морского льда и проследили их эволюцию с 1984 года по настоящее время. Теперь новая визуализация НАСА возраста арктического морского льда показывает, как морской лед растет и сжимается, вращается, тает на месте и дрейфует из Арктики в течение последних трех десятилетий..
«Ледниковый период - хороший аналог толщины льда, потому что, по сути, чем старше лед, тем толще он становится», - сказал Мейер. «Это связано с тем, что лед обычно больше растет зимой, чем тает летом».
В начале 2000-х годов ученые из Университета Колорадо разработали способ мониторинга движения арктического морского льда и эволюции его возраста, используя данные из различных источников, но в первую очередь спутниковых пассивных микроволновых приборов. Эти приборы измеряют яркостную температуру: мера микроволновой энергии, излучаемой морским льдом, на которую влияют температура льда, соленость, структура поверхности и слой снега поверх морского льда. Каждая льдина имеет характерную яркостную температуру, поэтому исследователи разработали подход, позволяющий идентифицировать и отслеживать льдины на последовательных пассивных микроволновых изображениях по мере их перемещения по Арктике. Система также использует информацию с дрейфующих буев, а также данные о погоде.
«Это похоже на бухгалтерский учет: мы отслеживаем движение морского льда, пока он не растает на месте или не покинет Арктику», - сказал Мейер, сотрудник группы из Университета Колорадо. и Национальный центр данных по снегу и льду в Боулдере, штат Колорадо, центр, который в настоящее время поддерживает данные о арктическом морском ледниковом периоде.
Лед в движении
Каждый год морской лед образуется зимой и тает летом. Морской лед, переживший сезон таяния, утолщается с каждым годом: вновь образованный лед вырастает до толщины от 3 до 7 футов в течение первого года, в то время как толщина многолетнего льда (морского льда, пережившего несколько сезонов таяния) составляет от 10 до 7 футов. 13 футов толщиной. Более старый и толстый лед более устойчив к таянию и с меньшей вероятностью будет расталкиваться ветром или разбиваться волнами или штормами.
Движение морского льда не ограничивается его сезонным расширением и сокращением: за исключением прибрежных районов, где морской лед прилегает к берегу, морская ледяная шапка находится в почти постоянном движении. Основной движущей силой движения морского льда в Арктике является ветер, и в арктической циркуляции есть две основные особенности: круговорот Бофорта, циркуляция льда по часовой стрелке, которая заставляет лед вращаться, как колесо в море Бофорта, к северу от Аляски, и трансполярный круговорот. Дрейфующий поток, который переносит лед с побережья Сибири в сторону пролива Фрама к востоку от Гренландии, где лед выходит из Арктического бассейна и тает в более теплых водах Атлантического океана.
Еженедельно меняются погодные условия, поэтому лед движется не с постоянной скоростью: иногда круговорот Бофорта разворачивается или ломается на пару недель или около того, Трансполярный дрейфующий поток смещается в своем направлении… но общая картина такова», - сказал Мейер.«Затем начинается весеннее таяние, и лед сжимается, исчезая из периферийных морей».
Новая анимация показывает два основных всплеска потери толстого льда: первый, начавшийся в 1989 году и продолжавшийся несколько лет, был вызван переключением Арктического колебания, модели атмосферной циркуляции, которая уменьшила круговорот Бофорта. и усилил Трансполярный дрейфующий поток, вымыв из Арктики больше морского льда, чем обычно. Второй пик потери льда пришелся на середину 2000-х.
«В отличие от 1980-х годов, это не так много, как вымывание льда, хотя это тоже происходит до сих пор», - сказал Мейер. «То, что происходит сейчас, заключается в том, что старый лед тает в Северном Ледовитом океане в летнее время. Одна из причин заключается в том, что многолетний лед раньше был довольно сплоченным ледяным покровом, и теперь мы видим относительно меньшие куски старого льда. с более молодым льдом. Эти изолированные льдины из более толстого льда гораздо легче растопить."
«Мы потеряли большую часть старого льда: в 1980-х годах многолетний лед составлял 20 процентов морского ледяного покрова. Сейчас он составляет всего около 3 процентов», - сказал Мейер. «Старый лед был своего рода страховкой арктического морского ледяного покрова: по мере того, как мы его теряем, вероятность того, что лето в Арктике будет в значительной степени свободным ото льда, возрастает».