研究稱北極沿海海冰變薄的速度可能比科學家以前認為的要快一倍
據外媒報導,基於歐空局CryoSat和Envisat任務的海冰厚度數據以及一個新的雪的模型的研究顯示,北極沿海地區的海冰變薄的速度可能比科學家以前認為的要快一倍。雖然利用攜帶類似照相機的儀器的衛星提供的圖像監測冰覆蓋的陸地和海洋的面積是相對直接的,但科學家需要了解實際體積是如何變化的–為了計算這個,他們需要測量冰的厚度。
歐空局的CryoSat高度計通過測定雷達波從冰面反彈到衛星上所需的時間來返回冰的高度讀數。當涉及到漂浮在極地海洋中的冰時,冰的厚度是通過測量冰離水面的高度來推斷的。
然而,這些測量結果可能會因為上層雪的重量將其推到海水中而變得不准確。科學家們利用基於歷史上實地測量的平均雪深地圖來調整這種影響,但是這種地圖現在已經過時了,沒有考慮到氣候變化對北極降雪和區域雪深變化的影響。
最近發表在《 The Cryosphere》上的一篇論文描述了研究人員如何將舊的雪深地圖換成一個新的計算機模型的結果,該模型利用空氣溫度、降雪量和冰的運動等輸入來計算雪的深度和密度,以追踪海冰在北冰洋周圍移動時積雪的多少。
通過將積雪模型的結果與來自CryoSat和Envisat的雷達觀測相結合,他們估計了北極地區海冰厚度的總體下降速度,以及海冰厚度每年的變化情況。
他們得出的結論是,北極主要沿海地區的海冰正在以比以前想像的快70-100%的速度變薄。特別是,他們發現,在拉普捷夫海、喀拉海和楚科奇海的沿海地區,與先前的計算相比,冰層變薄的速度分別增加了70%、98%和110%。
英國倫敦大學極地觀測與建模中心(CPOM)的博士生Robbie Mallett說:“海冰的厚度是北極地區健康狀況的一個敏感指標。它很重要,因為較厚的冰就像一個絕緣的毯子,在冬天阻止海洋使大氣升溫,在夏天保護海洋免受陽光照射。較薄的冰也不太可能在北極夏季融化時存活。”
“以前對海冰厚度的計算是基於20年前最後一次更新的雪圖。因為海冰開始形成的時間越來越晚,上面的雪積累的時間越來越少。我們的計算首次說明了這種雪深下降的情況,並表明海冰變薄的速度比我們想像的要快。”
CPOM的Julienne Stroeve教授補充說:“在測量海冰厚度方面有許多不確定因素,但我們相信我們的新計算在更準確地解釋我們從衛星獲得的數據方面是一個重大進步。”
“我們希望這項工作可以用來更好地評估預測北極地區長期氣候變化影響的氣候模型的性能–該地區正在以三倍於全球的速度變暖,其數百萬平方公里的冰層對於保持地球的涼爽至關重要。”
同樣是CPOM的研究員Michel Tsamados解釋說:“作為歐空局極地科學集群的一部分,我們正在積極開發基於多頻多衛星數據融合的補充方法,以進一步提高我們對海冰覆蓋的積雪及其在極地地區氣候和遙感中的作用的理解。”
除了對地球氣候運作方式的反饋機制的影響外,北極沿海海域的海冰變薄對該地區的人類活動也有影響,包括沿北方海路的航運,以及從海底開採資源,如石油、天然氣和礦物。這也是對原住民社區的關注,因為它使海岸上的定居點越來越多地暴露在新興海洋的波浪作用下。
這項研究進一步證實了加強我們同時監測北極地區雪深和海冰厚度變化的能力的關鍵重要性,這是未來哥白尼擴展任務之一CRISTAL的主要目標。