Пять фактов, которые помогут понять морской лёд
Один из способов, которым учёные отслеживают изменение климата, — это измерение площади морского льда. Это площадь льда, покрывающего Северный Ледовитый океан в определённый момент времени. Морской лёд играет важную роль в отражении солнечного света обратно в космос, регулировании температуры океана и воздуха, циркуляции океанских вод и поддержании среды обитания животных.
NASA и Национальный центр данных по снегу и льду в Боулдере, Колорадо, используют спутники для наблюдения за площадью льда. За последние десятилетия площадь арктического морского льда стремительно сокращается круглый год, особенно в конце лета, когда достигается его годовой минимум. Лёд формируется в холодные зимние месяцы, когда морская вода замерзает в массивные плавучие глыбы, а затем частично тает в тёплые летние месяцы. Этот цикл повторяется каждый год.
1. Площадь морского льда сокращается
NASA отслеживает минимальную (обычно в сентябре) и максимальную (обычно в марте) протяжённость морского льда с 1978 года. Хотя точные цифры могут меняться год от года, общий тренд ясен: Арктика теряет морской лёд круглый год.
«За последние 15 лет мы наблюдали 15 самых низких минимальных значений площади льда», — заявила доктор Рэйчел Тилинг, специалист по морскому льду из Университета Мэриленда и Центра космических полётов имени Годдарда NASA. — «Каждый год мы теряем площадь, примерно равную размеру Западной Вирджинии».
Минимальная площадь арктического морского льда сейчас сокращается со скоростью 13,1% за десятилетие. Темп, вероятно, ускорится из-за потепления, вызванного изменением климата, и цикла обратной связи лёд-альбедо. Эффект альбедо описывает способность белой ледяной поверхности отражать солнечный свет обратно в космос. Отражение солнечной энергии от океана сохраняет воду подо льдом более холодной. Когда морской лёд тает, обнажается более тёмная жидкая вода, которая поглощает солнечный свет. Эта более тёплая вода затем плавит дополнительный лёд, создавая цикл обратной связи.
2. Морской лёд помогает предотвратить потепление атмосферы
По словам Тилинг, морской лёд действует как «одеяло», отделяя океан от атмосферы. Помимо отражения солнечного света, лёд удерживает существующее тепло в океане, не позволяя ему нагревать воздух над собой.
«Способность льда удерживать тепло в океане зависит не только от его площади, но и от его толщины», — отметила Тилинг.
Каждый год часть льда переживает летнее таяние. С наступлением зимы больше воды замерзает, и он становится толще, превращаясь в более прочный многолетний лёд. Однолетний лёд тоньше и с большей вероятностью растает, расколется или даже будет вынесен из Арктики. Поскольку с каждым годом тает больше льда, остаётся меньше возобновляемого многолетнего льда. В результате арктический морской лёд стал моложе и тоньше, чем когда-либо, что делает его менее эффективным «одеялом».
3. Морской лёд влияет на арктическую дикую природу над и под водой
«Существует огромная экосистема, на которую влияют изменения морского льда», — сказала Тилинг. По мере сокращения льда такие животные, как песцы, белые медведи и тюлени, теряют среду обитания.
Есть эффекты и под поверхностью льда.
Когда кристаллы льда образуются на поверхности морской воды, они оставляют соль в океане под собой. Эта плотная солёная вода может опускаться на дно океана. Нисходящее движение воды в одном месте компенсируется её подъёмом в других, что приводит к циркуляции более богатой питательными веществами воды к поверхности. Эти питательные вещества необходимы микроскопическому фитопланктону, который затем поедается рыбами и животными. Регулярный цикл таяния-замерзания поддерживает жизнь подводной арктической жизни, от водорослей до косаток.
4. Таяние морского льда не вносит значительного вклада в повышение уровня моря
Поскольку морской лёд образуется из морской воды, на которой он плавает, он ведёт себя подобно кубику льда в стакане воды. Как и этот кубик, который не меняет уровень воды в стакане при таянии, таяние морского льда в Арктике не приводит к значительному изменению уровня моря. Таяние наземного льда, например, из ледяных щитов Гренландии или Антарктиды, действительно способствует повышению уровня моря. Это происходит потому, что когда тает наземный лёд, он высвобождает воду, которая ранее была заперта на суше, и добавляет её в океаны.
5. Спутники позволяют NASA следить за морским льдом
Северный Ледовитый океан — труднодоступное место для изучения. Поэтому NASA, Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA), Европейское космическое агентство и другие обращаются к преимуществам космоса для сбора наблюдений из региона. Для мониторинга льда обычно используются два типа инструментов, сказала Тилинг.
Первый тип — пассивные микроволновые инструменты, которые отслеживают площадь льда с течением времени. Серия таких приборов на спутниках при поддержке NASA, NOAA, Министерства обороны США и международных партнёров, ведёт мониторинг площади арктического льда с 1978 года — более 40 лет.
Второй тип — альтиметрические инструменты, которые можно использовать для оценки толщины льда. Спутник NASA Ice, Cloud and land Elevation Satellite-2 (ICESat-2), запущенный в 2018 году, использует лазер для измерения высоты льда и высоты воды. Используя известные соотношения между двумя измерениями, учёные могут рассчитать его общую толщину.
Исследователи продолжают изучать Арктику, чтобы больше узнать о локальных и глобальных последствиях сокращения морского льда.