Новое исследование, опубликованное 8 января в журнале Nature Geoscience, показывает, что сильные явления Эль-Ниньо могут вызвать значительную потерю льда на некоторых антарктических шельфовых ледниках, в то время как во время сильных явлений Ла-Нинья может произойти обратное.
Эль-Ниньо и Ла-Нинья - это две отдельные фазы Эль-Ниньо/Южного колебания (ЭНЮК), естественного явления, характеризующегося тем, что температура воды в тропической части Тихого океана периодически колеблется между более высокой средней температурой во время Эль-Ниньо и более низкой во время Ла Ниньяс.
Исследование, финансируемое НАСА и Товариществом НАСА по наукам о Земле и космосе, дает новое представление о том, как шельфовые ледники Антарктики реагируют на изменчивость глобальных условий океана и атмосферы.
Исследование возглавил Фернандо Паоло, когда он был аспирантом и постдоком в Институте океанографии Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего. В настоящее время Паоло является докторантом в Лаборатории реактивного движения НАСА. Паоло и его коллеги, в том числе гляциолог Скриппса Хелен Фрикер, обнаружили, что сильное явление Эль-Ниньо заставляет шельфовые ледники в секторе моря Амундсена в Западной Антарктиде набирать массу на поверхности и одновременно таять снизу, теряя до пяти раз больше массы. льда от базального таяния, чем они получают от увеличения количества снегопадов. В исследовании использовались спутниковые наблюдения за высотой шельфовых ледников с 1994 по 2017 годы.
«Мы впервые описали влияние Эль-Ниньо/Южного колебания на шельфовые ледники Западной Антарктики, - сказал Паоло.«Были некоторые идеализированные исследования с использованием моделей и даже некоторые косвенные наблюдения за шельфовыми ледниками, предполагающие, что Эль-Ниньо может значительно повлиять на некоторые из этих шельфов, но у нас не было реальных наблюдений за шельфовыми ледниками. Теперь мы представили запись 23 многолетних спутниковых данных о шельфовых ледниках Западной Антарктики, подтверждающих не только то, что ЭНЮК влияет на них ежегодно, но и показывающие, каким образом».
Противоположные эффекты Эль-Ниньо на шельфовых ледниках - увеличение массы из-за снегопада, но уменьшение ее из-за базального таяния - поначалу было трудно распутать по спутниковым данным. «Спутники измеряют высоту шельфовых ледников, а не массу, и сначала мы увидели, что во время сильного Эль-Ниньо высота шельфовых ледников фактически увеличивалась», - сказал Паоло. «Я ожидал увидеть общее уменьшение роста в результате потери массы, но оказалось, что рост увеличивается».
После дальнейшего анализа данных ученые обнаружили, что, хотя сильный Эль-Ниньо меняет характер ветра в Западной Антарктиде таким образом, что способствует притоку теплых океанских вод к шельфовым ледникам, чтобы увеличить таяние снизу, он также увеличивает снегопад, особенно в секторе моря Амундсена. Затем команде нужно было определить вклад двух эффектов. Прибавляет ли атмосфера больше массы, чем забирает океан, или наоборот?
«Мы обнаружили, что океан в конечном итоге выигрывает с точки зрения массы. Изменения в массе, а не в высоте, контролируют то, как шельфовые ледники и связанные с ними ледники впадают в океан», - сказал Паоло. В то время как потеря массы из-за базального таяния превышает прирост массы из-за снегопадов во время сильных явлений Эль-Ниньо, во время явлений Ла-Нинья, по-видимому, верно обратное..
За весь 23-летний период наблюдений высота шельфовых ледников в секторе моря Амундсена Антарктиды уменьшалась на 20 сантиметров (8 дюймов) в год, в общей сложности на 5 метров (16 футов), в основном из-за таяния океана. Интенсивное Эль-Ниньо 1997-98 годов увеличило высоту этих шельфовых ледников более чем на 25 сантиметров (10 дюймов). Однако гораздо более легкий снег содержит гораздо меньше воды, чем твердый лед. Когда исследователи приняли во внимание плотность снега, они обнаружили, что шельфовые ледники потеряли примерно в пять раз больше льда в результате подводного таяния, чем они получили от нового поверхностного снежного покрова.
"Многие люди смотрят на эти данные о шельфовых ледниках и подгоняют их под прямую линию, но мы смотрим на все колебания, которые входят в эту линейную подгонку, и пытаемся понять процессы, вызывающие их, ", - сказал Фрикер, который был научным руководителем Паоло в то время, когда было задумано исследование. «Эти более длинные спутниковые записи позволяют нам изучать процессы, вызывающие изменения в шельфовых ледниках, улучшая наше понимание того, как изменится лежащий на поверхности лед», - сказал Фрикер..
«Реакция шельфовых ледников на изменчивость климата ЭНЮК может быть использована в качестве руководства к тому, как долгосрочные изменения глобального климата могут повлиять на шельфовые ледники вокруг Антарктиды», - говорит соавтор Лори Падман, океанограф из Earth & Space. Research, некоммерческая исследовательская компания, базирующаяся в Сиэтле. «Новый набор данных позволит нам проверить, могут ли наши модели океана правильно отображать изменения в потоке теплой воды под шельфовыми ледниками», - добавил он..
Таяние шельфовых ледников не влияет напрямую на повышение уровня моря, потому что они уже плавают. Что имеет значение для повышения уровня моря, так это добавление льда с суши в океан, однако именно шельфовые ледники сдерживают поток льда в сторону океана.
Понимание того, что вызывает изменения в шельфовых ледниках, «приближает нас к пониманию того, что произойдет с лежащим на мели льдом, что в конечном итоге повлияет на повышение уровня моря», - сказал Фрикер. «Святой Грааль всей этой работы - улучшение прогнозов повышения уровня моря», - добавила она.