CryoSat-2 та ICESat-2 показали тривожну швидкість танення льоду Гренландії

Супутникові дані CryoSat-2 та ICESat-2 показують значне потоншення крижаного щита Гренландії, що впливає на рівень моря та погодні умови в усьому світі. Комбінована радарна та лазерна технологія забезпечує точні зміни об’єму льоду, що має вирішальне значення для стратегій адаптації до зміни клімату.

Супутниковий моніторинг льодовикового покриву Гренландії

Дослідники з Університету Нортумбрії є частиною міжнародної групи, яка використовує супутникові дані для моніторингу змін у товщині крижаного покриву Гренландії. У міру прискорення глобального потепління льодовиковий покрив тане і тече швидше, підвищуючи рівень моря та порушуючи погодні умови по всьому світу. Точні вимірювання його мінливого розміру мають вирішальне значення для розуміння та адаптації до наслідків зміни клімату.

Досягнення в технології вимірювання льоду

Вчені вперше виміряли зміни товщини крижаного щита Гренландії, використовуючи дані CryoSat-2 і ICESat-2, супутникових місій, керованих ESA і NASA. Обидва супутники використовують висотоміри як основні датчики, але покладаються на різні технології. CryoSat-2 використовує радар, тоді як ICESat-2 використовує лазери, що дозволяє проводити додаткові вимірювання поверхні крижаного покриву.

Додаткові супутникові місії підвищують точність

Незважаючи на те, що радіолокаційні сигнали можуть проходити крізь хмари, вони також проникають у поверхню льодовикового покриву і повинні бути скориговані для цього ефекту. З іншого боку, лазерні сигнали відбиваються від фактичної поверхні, але вони не можуть діяти, коли присутні хмари. Тому ці місії дуже доповнюють один одного, і поєднання їхніх вимірювань стало святим Граалем для полярної науки.

Нове дослідження вчених з Британського центру полярних спостережень і моделювання (CPOM), що базується в Університеті Нортумбрії, і опубліковане в  Geophysical Research Letters,  показує, що вимірювання CryoSat-2 та ICESat-2 зміни висоти льодовикового щита Гренландії збігаються з точністю до 3%. Це підтверджує, що супутники можна об’єднати для отримання більш надійної оцінки втрати льоду, ніж будь-який із них поодинці. Це також означає, що якщо одна місія зазнає невдачі, на іншу можна буде покластися, щоб підтримувати наші дані про зміну полярного льоду.

На ключових льодовиках спостерігається різке потоншення

З 2010 по 2023 рік крижаний щит Гренландії стоншився в середньому на 1,2 метра. Проте потоншення по краю крижаного покриву (зона абляції) було більш ніж у п’ять разів більшим і в середньому становило 6,4 метра. Найбільш екстремальне потоншення відбулося на вихідних льодовиках льодовикових покривів, багато з яких прискорюються.

У Sermeq Kujalleq на заході центральної Гренландії (також відомий як Jakobshavn Isbræ) пікове зниження становило 67 метрів, а в Zachariae Isstrøm на північному сході пікове зменшення становило 75 метрів. Загалом льодовий покрив зменшився на 2347 кубічних кілометрів протягом 13-річного періоду досліджень – достатньо, щоб заповнити африканське озеро Вікторія. Найбільші зміни відбулися у 2012 і 2019 роках, коли літні температури були надзвичайно високими, а крижаний покрив втрачав понад 400 кубічних кілометрів свого об’єму щороку.

Вплив на глобальний клімат і циркуляцію океану

Танення льоду Гренландії також впливає на глобальну циркуляцію океану та порушує погодні умови. Ці зміни мають далекосяжні наслідки для екосистем і спільнот у всьому світі. Наявність точних, актуальних даних про зміни льодовикового покриву буде мати вирішальне значення, щоб допомогти нам підготуватися до наслідків зміни клімату та адаптуватися до них. Провідний автор і дослідник CPOM Нітін Равіндер сказав: «Ми дуже раді виявити, що CryoSat-2 та ICESat-2 так близько збігаються.

«Їх взаємодоповнюючий характер забезпечує сильну мотивацію для об’єднання наборів даних для отримання покращених оцінок об’єму льодовикового покриву та змін маси. «Оскільки втрата маси крижаного покриву є ключовим фактором глобального підвищення рівня моря, це неймовірно корисно для наукової спільноти та політиків».

Кампанія Cryo2ice: стрибок у моніторингу льоду

У дослідженні були використані чотирирічні вимірювання обох місій, у тому числі ті, що були зібрані під час кампанії Cryo2ice, новаторського партнерства ESA та NASA, розпочатого у 2020 році. Налаштувавши орбіту CryoSat-2 для синхронізації з ICESat-2, ESA дозволило майже одночасний збір радіолокаційних і лазерних даних над тими самими регіонами. Це вирівнювання дозволяє вченим вимірювати глибину снігу з космосу, забезпечуючи безпрецедентну точність відстеження товщини морського та наземного льоду.

Майбутні перспективи моніторингу полярного льоду

Томмазо Паррінелло, керівник місії CryoSat в ESA, висловив оптимізм щодо впливу кампанії:

«CryoSat забезпечив безцінну платформу для розуміння льодового покриття нашої планети за останні 14 років, але, узгодивши наші дані з ICESat-2, ми відкрили нові шляхи для точності та розуміння. «Це співробітництво є захоплюючим кроком вперед не лише з точки зору технологій, але й того, як ми можемо краще обслуговувати вчених і політиків, які покладаються на наші дані для розуміння та пом’якшення впливу на клімат».

Торстен Маркус, науковий співробітник проекту місії ICESat-2 в NASA, сказав: «Приємно бачити, що дані «сестринських місій» дають послідовну картину змін, що відбуваються в Гренландії.

«Розуміння подібності та відмінностей між вимірюванням висоти льодовикового покриву за допомогою радара та лідара дозволяє нам повною мірою використовувати взаємодоповнюючу природу цих супутникових місій. «Подібні дослідження мають вирішальне значення для об’єднання комплексних часових рядів місій ICESat, CryoSat-2, ICESat-2 і, в майбутньому, CRISTAL».

CryoSat-2 ESA продовжує відігравати важливу роль у нашому розумінні кліматичних змін у полярних льодах, працюючи разом з ICESat-2 NASA, щоб надати надійні точні дані про зміни льодового покриву. Разом ці місії являють собою значний крок вперед у моніторингу втрати полярного льоду та підготовці до її глобальних наслідків.

CPOM – це партнерство шести університетів і Британської антарктичної служби (BAS), що базується в Університеті Нортумбрії, головним чином фінансується Національною радою з досліджень навколишнього середовища (NERC) для забезпечення національних можливостей у спостереженні та моделюванні процесів, які відбуваються в полярних регіонах Земля.

CPOM використовує супутникові спостереження для моніторингу змін у полярних регіонах і числові моделі, щоб краще передбачити, як їхній лід і океани можуть розвиватися в майбутньому. Надаючи науковому співтовариству довгострокові можливості та провідні міжнародні оцінки, CPOM допомагає глобальним політикам планувати наслідки зміни клімату та підвищення рівня моря.