Пыль, выделяемая действующей угольной шахтой на Шпицбергене, Норвегия, снижает спектральную отражательную способность близлежащего снега и льда на 84 процента, согласно новому исследованию, проведенному Университетом Колорадо в Боулдере.
Исследование иллюстрирует значительную, локальную роль, которую частицы темного цвета, которые поглощают больше солнечной радиации, чем светлый снег, и удерживают больше тепла ближе к поверхности Земли, могут играть в ускорении таяния арктических льдов.
Исследование было опубликовано сегодня в Журнале геофизических исследований: Атмосферы, публикации Американского геофизического союза.
Безупречный снег и лед имеют очень высокое спектральное альбедо, измерение, используемое для определения того, насколько эффективно данная поверхность отражает солнечную энергию. Со временем переносимые по воздуху частицы черного углерода (например, от сажи или автомобильных выбросов) или другая минеральная пыль могут перемещаться в атмосфере на большие расстояния и оседать на снегу и ледниках, снижая общее альбедо.
Чтобы изучить локальное воздействие угольной пыли на область с высокой спектральной отражательной способностью, исследователи CU Boulder сосредоточились на действующей угольной шахте на Шпицбергене, Норвегия, расположенной на малонаселенном острове к северу от Полярного круга. Исследователи собрали образцы снега и льда с четырех участков на разном расстоянии от шахты, при этом некоторые образцы были заметно грязнее других.
Затем исследователи измерили светопоглощающую способность каждого образца с поправкой на факторы окружающей среды, такие как размер снежных зерен и расположение относительно шахты. В целом исследование пришло к выводу, что угольная пыль оказывает сильное, но локализованное воздействие, снижая альбедо в непосредственной близости до 84 процентов.
Выводы могут стать основой для аналогичных исследований с использованием спутников и методов дистанционного зондирования в отдаленных районах.
«Чрезвычайный контраст между снегом и пылью в этом конкретном месте дал нам основу для разработки алгоритмов, которые мы теперь можем использовать для будущих измерений в труднодоступных местах», - сказала ведущий автор исследования Алия Хан. научный сотрудник Национального центра данных по снегу и льду Калифорнийского университета в Боулдере и бывший аспирант Института арктических и альпийских исследований (INSTAAR).
Выводы могут также обеспечить контекст для будущих политических решений относительно потенциального расширения добычи в богатом углем арктическом регионе, особенно в свете продолжающегося таяния вечной мерзлоты, которое может позволить больше буровых работ на суше.
Мы надеемся, что эти наземные спектральные измерения могут быть использованы для управления будущим развитием энергетики в Арктике, особенно для шахт, которые могут быть недоступны для наземных наблюдений, но могут быть достаточно большими, чтобы их можно было увидеть спутник, - сказал Хан.