GPS теперь может измерять таяние льда и изменения в Гренландии за месяцы, а не годы

Исследователи нашли способ использовать GPS для измерения краткосрочных изменений скорости потери льда в Гренландии и обнаружили удивительную связь между льдом и атмосферой над ним. Исследование, опубликованное в ранней онлайн-версии журнала Proceedings of the National Academy of Sciences, указывает на потенциал GPS для обнаружения множества последствий изменения климата, включая потерю льда, поднятие коренных пород, изменения атмосферного давления и, возможно, даже повышение уровня моря.

Команда под руководством ученых-геологов из Университета Огайо выявила период в 2010 году, когда высокие температуры вызвали внезапное ускорение естественного стока льда в море, и 100 миллиардов тонн льда растаяло на континенте всего за 6 месяцев. Измерение стало возможным, потому что Земля сжимается или расширяется, как пружина, в зависимости от веса на ней, что позволяет использовать гренландское коренное ложе в качестве гигантских весов для взвешивания льда на нем. По мере накопления льда коренная порода опускается, а по мере его таяния — поднимается.

Измерения показали, что Гренландия опустилась примерно на 6 мм за зиму 2010 года, причем половина этого опускания (3 мм) была обусловлена высоким атмосферным давлением над льдом, а другая половина — накоплением льда. Летом того же года коренная порода поднялась на 11 мм, и этот отскок, по-видимому, в основном связан с потерей льда, поскольку влияние атмосферного давления в это время было меньше.

Хотя этот метод уже использовался для изучения потери льда в Антарктиде и Гренландии, ранее GPS мог обнаруживать изменения только за период в несколько лет, отметил руководитель проекта Майкл Бевис. Сокращение времени обнаружения до шести месяцев — значительный прогресс, и, по его словам, в ближайший год обработка данных GPS станет возможной в течение месяца после их сбора, что позволит отслеживать резкие изменения массы льда почти в реальном времени.

Ключом к улучшению стала сеть GPS-станций GNET (Greenland GPS Network), установленных вокруг ледникового щита. Более 50 передатчиков, закрепленных на коренной породе, фиксируют ее поднятие. Детальность измерений GNET позволила ученым впервые выделить сигнал атмосферного давления из общего движения коренной породы. Сравнение с восемью годами данных о давлении показало, что сезонные изменения массы воздуха давят на коренную породу так же сильно, как и сезонные изменения массы льда, что является контр-интуитивным, но верным фактом.

Теперь, когда исследователи могут изолировать сигнал атмосферного давления, они могут делать более точные измерения массы льда, калибруя GNET как «ледяные весы». Хотя исследование выявило драматическое шестимесячное таяние в 2010 году, Бевис предостерегает от интерпретации этого как долгосрочного тренда. Тем не менее, учитывая также жаркие летние периоды 2011 и 2012 годов, он ожидает увидеть устойчивое увеличение скорости поднятия пород при сравнении периодов 2010–2012 и 2007–2009 годов. Параллельно ученые исследуют возможность обнаружения изменений уровня моря с помощью GPS-станций на побережьях и островах.