Жизнь ледника

Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) разработали численную модель, которая может воссоздать состояние швейцарского ледника Рона в 1874 году и спрогнозировать его эволюцию до 2100 года. Это самый длительный период, когда-либо смоделированный в жизни ледника, что потребовало сложного анализа данных и математических методов.

Эта работа станет эталонным исследованием для всех, кто интересуется состоянием ледников и их связью с изменением климата. Лаборатория гидравлики, гидрологии и гляциологии ETH Zurich хранит данные о температуре, осадках и стоке ледника Рона с 1800-х годов. Используя эти данные, исследователи реконструировали массовый баланс ледника — разницу между количеством льда, накопленным за зиму, и количеством, растаявшим летом. Команда математиков под руководством профессора Жака Раппаза из группы численного анализа и моделирования EPFL пошла дальше, создав на основе этой информации численную модель эволюции ледника. С её помощью они смоделировали историю и предсказали будущее огромного ледника Рона за 226-летний период.

Математики разработали свою модель с использованием трех возможных сценариев будущего климата. «Мы взяли самый умеренный из них, избегая крайне оптимистичных или пессимистичных сценариев», — поясняет аспирант Гийом Жуве. При повышении температуры на 3,6 °C и снижении количества осадков на 6% за столетие «линия равновесия» ледника (граница между зоной накопления снега и зоной таяния, в настоящее время находящаяся на высоте около 3000 метров) значительно поднялась. Согласно этому сценарию, модель прогнозирует потерю 50% объема ледника к 2060 году и его полное исчезновение примерно к 2100 году.

«Это первый случай, когда эволюция ледника была численно смоделирована за такой длительный период времени с учетом очень сложных данных», — отмечает математик EPFL Марко Пикассо. Хотя измерения проводятся довольно давно, сложные численные методы, необходимые для их анализа, были разработаны лишь недавно.

Для проверки результатов математики также реконструировали давно исчезнувший ледник в Восточной Швейцарии. Им удалось определить 10 000-летнюю линию равновесия по сохранившимся следам морен.

Эта работа будет интересна не только экспертам по изменению климата, но и тем, для кого ледники важны — от специалистов туристической отрасли до поставщиков гидроэлектроэнергии. Пикассо добавляет, что эта численная модель может быть применена к полярным ледяным щитам. «Математика и численные методы играют важную роль в нашем обществе, — говорит он. — Они позволяют с большой уверенностью моделировать множество экологических явлений».

Исследование команды из Цюриха было опубликовано в 2008 году в Journal of Geophysical Research.