Впервые исследована реакция арктического льда на изменение климата

Годы исследований показывают, что сигналы об изменении климата в Арктике усиливаются и что морской лед в этом регионе чувствителен к усилению арктического потепления. Морской лед сильно изменяет обмен теплом, импульсом и массой между атмосферой и океаном. Таким образом, время начала таяния и замерзания морского льда, а также продолжительность сезонов таяния и замерзания играют ключевую роль в «тепловом балансе» системы атмосфера-лед-океан.

До сих пор в большинстве исследований арктическое таяние и начало замерзания рассчитывалось с использованием дистанционного зондирования с поверхности, но редко изучался процесс замерзания-оттаивания на дне льда.

В новом исследовании, опубликованном сегодня в журнале The Cryosphere Европейского союза наук о Земле, международная группа ученых синтезировала данные из нескольких источников за период с 2001 по 2018 год, чтобы изучить пространственно-временные вариации как поверхностных, так и базальных начал таяния/замерзания и раскрыть механизм, стоящий за ними. Эти результаты могут улучшить наше понимание изменений в системе атмосфера-лед-океан и баланса массы морского льда в меняющейся Арктике.

«Меньшая толщина льда и более тонкий снежный покров способствуют более раннему началу базального замерзания. Океан играет межсезонную роль в регулировании роста или распада морского льда», — объясняет ведущий автор Лонг Линь из Института полярных исследований Китая.

Исследователи обнаружили, что общее среднее начало промерзания арктических многолетних льдов почти на 3 месяца позже, чем на поверхности. «На основе синхронных ледовых и подстилающих океанических наблюдений установлено запаздывание базального промерзания льда относительно поверхности, что можно объяснить регуляцией теплоемкости самого морского льда и выделением океанского тепла из смешанной толщи океана и недр. слоя», — говорит Лин.

По словам Линя, несмотря на то, что сезон замерзания более тонкого льда обычно длится дольше, общий прирост льда по-прежнему не может компенсировать потерю морского льда летом. «С другой точки зрения, саморегулирование системы арктического морского льда и океана задержит потерю арктического морского льда».

Исследование также показало, что наиболее значительная временная разница в начале таяния между поверхностью и дном наблюдается в районе круговорота Бофорта, где базальное таяние началось более чем на полмесяца раньше, чем на поверхности. Кроме того, как многолетние, так и однолетние льды в этом районе имеют тенденцию к более раннему началу таяния базальных слоев, что может быть связано с более ранним прогревом поверхности океана, вызванным утончением толщины морского льда и повышением его подвижности.

Эти результаты представляют первую полную картину цикла замерзания-оттаивания арктического морского льда и его связи с атмосферой на поверхности и океаном под ней. Это также подчеркивает важность синхронного всестороннего мониторинга системы воздух-лед-океан, который помогает объяснить физическую природу процесса соединения.

Исследователи призывают к более интенсивным и подробным наблюдениям за балансом ледяной массы различных типов льда и одновременным наблюдениям за свойствами воды в верхних слоях океана в будущем. Они надеются, что это значительно улучшит нашу способность полностью понять систему арктического льда и океана.