Встреча ледокола с циклоном раскрывает более быстрый спад морского льда

В августе 2016 года мощный шторм, сравнимый с ураганом 2-й категории, бушевал в Северном Ледовитом океане. Этот циклон привел к третьему за всю историю наблюдений минимальному значению площади морского льда. Однако особенную научную ценность Великому арктическому циклону 2016 года придавалась близость корейского ледокола «Араон».

Впервые ученые смогли точно увидеть, что происходит с океаном и морским льдом при ударе циклона. Исследователи из Университета Аляски в Фэрбенксе и их международные коллеги недавно опубликовали новое исследование, показывающее, что во время шторма морской лед сокращался в 5,7 раза быстрее обычного. Им также удалось доказать, что это быстрое сокращение было вызвано процессами в океане, запущенными циклоном.

«Обычно, когда приходят штормы, площадь морского льда уменьшается, но ученые не понимали, что именно является причиной», — сказал ведущий автор Сяндун Чжан из Международного арктического исследовательского центра UAF.

Существовало общее предположение, что сокращение льда происходит исключительно из-за атмосферных процессов, тающих лед сверху. Чжан и его команда доказали неполноту этой теории, используя наблюдения in situ непосредственно внутри циклона. Измерения включали температуру воздуха и океана, радиацию, ветер и океанические течения.

Благодаря удачному для науки (и, возможно, волнительному для экипажа) стечению обстоятельств ледокол оказался в нужном месте для сбора данных. Обычно суда стараются избегать таких штормов, но «Араон» только что вошел в центр покрытой льдом зоны и оказался заперт в ледовом поле.

Благодаря близости судна к шторму команда Чжана смогла объяснить, что потеря морского льда, связанная с циклоном, в первую очередь обусловлена двумя физическими процессами в океане. Во-первых, сильные вращающиеся ветры заставляют поверхностную воду отходить от циклона. Это поднимает к поверхности более глубокую теплую воду. Несмотря на это апвеллинговое течение, подо льдом остается тонкий слой холодной воды.

Здесь вступает в действие второй процесс. Сильные ветры циклона действуют как блендер, перемешивая поверхностный слой воды. Вместе апвеллинг теплой воды и турбулентность поверхности прогревают весь верхний слой океана и тают лед снизу.

Хотя августовский шторм бушевал всего 10 дней, его последствия были долгосрочными. «Дело не только в самом шторме, — пояснил Чжан. — У него есть затяжные эффекты из-за усиленной обратной связи "лед-альбедо"». Увеличенные участки открытой воды, образовавшиеся после шторма, поглощают больше тепла, что тает еще больше льда, создавая еще больше открытой воды. С 13 по 22 августа количество морского льда во всем Северном Ледовитом океане сократилось на 230 000 квадратных миль — площадь более чем в два раза превышающую размер штата Аризона.

Сяндун Чжан сейчас работает с новой компьютерной моделью для Министерства энергетики США, чтобы оценить, приведет ли изменение климата к увеличению числа арктических циклонов. Предыдущие исследования показывают, что за последние полвека количество и интенсивность циклонов в Арктике возросли. Некоторые из этих штормов, как самый большой зарегистрированный арктический циклон 2012 года, также привели к рекордно низкой площади морского льда.