Количественный анализ подтвердил систему ускорения таяния льда: темные поверхности воды поглощают больше тепла, чем поверхности белого льда, таким образом, лед тает и образуется больше водных поверхностей в Северном Ледовитом океане.
Площади льдов в Северном Ледовитом океане летом сократились почти вдвое с 1970-х и 1980-х годов, что вызывает тревогу по поводу того, что океан переходит из многолетней в сезонную ледовую зону. Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) прогнозирует, что летний ледяной покров в Северном полярном океане может почти полностью исчезнуть уже в 2050 году. В качестве причин были названы различные факторы, в том числе повышение температуры и изменения в характере атмосферной циркуляции.
В последнее время, однако, «обратная связь альбедо» между льдом и океаном стала ключевой причиной таяния морского льда. Обратная связь создается большой разницей в альбедо - показателе коэффициента отражения света - между открытой водой и ледяной поверхностью. Поскольку темные поверхности океана поглощают больше света, чем поверхности белого льда, солнечное тепло, поступающее через открытую воду, тает морской лед, увеличивая как площадь открытой воды, так и поступление тепла, тем самым ускоряя таяние морского льда.
Чтобы проверить эту теорию, группа исследователей, в которую вошли профессор Университета Хоккайдо Кей И. Осима и Харухико Касивасэ из Национального института полярных исследований, провела количественный анализ ключевых факторов, таких как поступление солнечной энергии, объем таяния льда и расхождение льдов в районе моря, в котором наблюдалось сильное таяние льда.
Анализируя данные с 1979 по 2014 год, исследователи обнаружили, что поступление солнечного тепла через открытые водные поверхности хорошо коррелирует с объемом таяния льда, предполагая, что поступление тепла является основным причинным фактором таяния льда. Это стало особенно очевидно после 2000 г., когда произошло значительное сокращение морского льда.
Их данные также показали, что дивергенция морского льда, отражающая количество морского льда, распространяющегося наружу, образуя больше поверхности воды, в начале сезона таяния (май-июнь) вызывает крупномасштабную обратную связь, которая впоследствии усиливает таяние льда в лето. Объем дивергенции льдов удвоился с 2000 года из-за более подвижного ледового покрова по мере сокращения многолетних льдов, что может объяснить резкое сокращение льдов в Северном Ледовитом океане в последние годы.
«Это исследование было первым, в котором было количественно определено, что обратная связь альбедо между льдом и океаном является основной движущей силой сезонных и годовых изменений в отступлении арктического морского льда», - говорит Кей И. Ошима. «Исследование указало на возможность прогнозирования наибольшего отступления морского льда в данном году на основе величины дивергенции льда в мае и июне. Кроме того, выявление причин отступления морского льда должно помочь нам понять механизмы, лежащие в основе изменения климата в будущем. глобальном уровне, что взаимосвязано с сокращением льдов в Северном Ледовитом океане."