Первая ассимиляция летних наблюдений CryoSat-2 обеспечивает точные оценки толщины арктического морского льда

Ученые усовершенствовали систему ассимиляции данных для более точной оценки толщины арктического летнего морского льда, интегрируя спутниковые данные о толщине льда и его концентрации с использованием подхода инкрементального анализа. Их исследование демонстрирует многообещающие результаты в оценках толщины льда благодаря ассимиляции новейших спутниковых данных за летний период.

Их работа была опубликована в журнале Ocean-Land-Atmosphere Research.

Быстрое сокращение площади арктического морского льда оказывает значительное влияние на всю земную систему. Это сокращение сделало коммерческие транзитные арктические маршруты летом более доступными. Однако быстро меняющиеся ледовые условия также создают риски для морской деятельности. Поэтому надежная оценка состояния льда, особенно его толщины, с использованием комбинации наблюдений и численного моделирования крайне необходима для безопасности и планирования маршрутов судоходства.

До этого исследования спутниковые данные о толщине льда летом не ассимилировались в численных моделях из-за их ограниченной доступности. Недавний прогресс в наблюдениях с помощью спутника CryoSat-2, предназначенного для изучения льда, предоставил ученым надежные круглогодичные данные. Команда разработала подход для ассимиляции этих данных. Их работа стала первым успешным примером интеграции спутниковых данных о летней толщине льда в связанную модель «лед-океан».

Прямая ассимиляция относительно редких наблюдений CryoSat-2 могла бы привести к разрывам в оценках объема и толщины льда. Команда преодолела эту проблему, внедрив метод инкрементального анализа в свою систему. Этот метод обеспечивает постепенное развитие полей морского льда во времени, позволяя ассимилировать редкие (двухнедельные) данные о толщине льда вместе с ежедневными данными о его концентрации.

Усилия команды привели к улучшенным оценкам толщины арктического льда, которые демонстрируют более сильную корреляцию с независимыми наблюдениями по сравнению с реанализом CMST, не включающим летние данные CryoSat-2. Наиболее значительные улучшения в поле толщины льда отмечены в районах с наиболее деформированным и неровным льдом, таких как пролив Фрама, северное побережье Канадского Арктического архипелага и Гренландии.

«Наши результаты демонстрируют преимущества ассимиляции летних данных CryoSat-2 о толщине льда для оценки состояния арктического морского льда и, следовательно, улучшения начальных условий для ледовых прогнозов, что крайне важно для морской навигации», — сказал д-р Ларс Нергер из Института Альфреда Вегенера.

Это исследование показывает, что может быть создан реанализ морского льда, ассимилирующий круглогодичные спутниковые данные о толщине и концентрации льда.

«В будущем будет реконструирован непрерывный долгосрочный ряд данных о толщине льда с более высоким разрешением, ассимилирующий как круглогодичную концентрацию, так и толщину льда. Кроме того, с улучшенными начальными состояниями льда наша система ассимиляции данных имеет потенциал для улучшения ледовых прогнозов, особенно летом», — сказал профессор Цинхуа Ян из Университета Сунь Ятсена.