Mapa Grenlandii ze zmianami temperatury. Źródło zdjęcia: ESA. Kliknij, aby powiększyć.
Naukowcy wykorzystali dane z ponad dziesięciu lat z wysokościomierzy radarowych na satelitach ERS ESA, aby uzyskać najbardziej szczegółowy jak dotąd obraz zmian grubości na lodowej powierzchni Grenlandii.
Zespół pod przewodnictwem Norwegii wykorzystał dane ERS do zmierzenia zmian wysokości w lodowcu Grenlandii w latach 1992-2003, stwierdzając niedawny wzrost wewnętrznych odcinków szacowany na około sześć centymetrów rocznie w okresie badań. Badanie ma zostać opublikowane w magazynie Science w listopadzie, opublikowanym w internetowym Science Express 20 października.
Wysokościomierze radarowe ERS działają, wysyłając 1800 osobnych impulsów radarowych w dół na Ziemię na sekundę, a następnie rejestrując, jak długo ich echa odbijają się z powrotem o 800 kilometrów na platformę satelitarną. Czujnik pomnaża drogę swoich impulsów do nanosekundy, aby obliczyć odległość do planety poniżej z maksymalną dokładnością do dwóch centymetrów.
ESA ma co najmniej jeden działający wysokościomierz radarowy na orbicie polarnej od lipca 1991 r., Kiedy to uruchomiono ERS-1. Do pierwszego statku kosmicznego ESA do obserwacji Ziemi dołączył ERS-2 w kwietniu 1995 r., A następnie dziesięcio instrumentalny satelita Envisat w marcu 2002 r.
W rezultacie powstał cenny naukowo długoterminowy zestaw danych obejmujący oceany i ląd Ziemi, a także pola lodowe - który można wykorzystać w celu zmniejszenia niepewności, czy pokrywy lodowe rosną, czy kurczą się w miarę narastania obaw o skutki globalnego ocieplenia.
Pokrywa lodowa pokrywająca największą na Ziemi Grenlandię ma powierzchnię 1 833 900 kilometrów kwadratowych i średnią grubość 2,3 kilometra. Jest to drugie co do wielkości stężenie zamrożonej słodkiej wody na Ziemi, a gdyby całkowicie się stopiło, globalny poziom morza wzrósłby nawet o siedem metrów.
Napływ słodkiej wody do Północnego Atlantyku z powodu wzrostu topnienia pokrywy lodowej Grenlandii może również osłabić Prąd Zatokowy, potencjalnie poważnie wpływając na klimat północnej Europy i całego świata.
Wysiłki zmierzające do zmierzenia zmian w pokrywy lodowej Grenlandii z wykorzystaniem obserwacji terenowych, samolotów i satelitów poprawiły wiedzę naukową w ciągu ostatniej dekady, ale nadal nie ma konsensusu w sprawie oceny ogólnego bilansu masy pokrywy lodowej. Istnieją jednak dowody topnienia i przerzedzania brzegowych obszarów przybrzeżnych w ostatnich latach, a także oznaki, że duże lodowce ujścia Grenlandii mogą wzrosnąć, być może w odpowiedzi na zmiany klimatu.
O wiele mniej znane są zmiany zachodzące w rozległym podwyższonym obszarze wewnętrznym pokrywy lodowej. Dlatego międzynarodowy zespół naukowców - z Norweskiego Centrum Środowiska i Teledetekcji Nansen (NERSC), Mohn-Sverdrup Centrum Globalnych Studiów Oceanicznych i Oceanografii Operacyjnej oraz Centrum Badań Klimatu Bjerknes, Rosyjskiego Międzynarodowego Centrum Środowiska i Teledetekcji Nansen w Stanach Zjednoczonych „Centrum Badań Analizy Systemów Środowiskowych - zostało zmuszone do pozyskania i analizy najdłuższego ciągłego zestawu danych z obserwacji wysokościomierza satelitarnego elewacji pokrywy lodowej Grenlandii.
Łącząc dziesiątki milionów punktów danych z ERS-1 i ERS-2, zespół określił przestrzenne wzory zmian i zmian wysokości elewacji w okresie 11 lat.
Rezultatem jest mieszany obraz, ze wzrostem netto o 6,4 centymetra rocznie w obszarze wewnętrznym powyżej 1500 metrów wysokości. Poniżej tej wysokości wskaźnik zmiany wysokości wynosi minus 2,0 cm rocznie, co zasadniczo odpowiada zgłoszonemu przerzedzeniu na brzegach pokrywy lodowej. Tendencja poniżej 1500 metrów nie obejmuje jednak mocno nachylonych obszarów brzeżnych, w których aktualne dane wysokościomierza są bezużyteczne.
Uśredniony przestrzennie wzrost wynosi 5,4 cm rocznie na badanym obszarze, po skorygowaniu o podniesienie podłoża skalnego pod pokrywą lodową po epoce lodowcowej. Wyniki te są niezwykłe, ponieważ są sprzeczne z wcześniejszymi naukowymi ustaleniami dotyczącymi równowagi na lodzie grenlandzkim.
Zespół kierowany przez profesor Olę M. Johannessen z NERSC przypisuje ten wewnętrzny wzrost pokrywy lodowej Grenlandii zwiększonym opadom śniegu związanym ze zmiennością regionalnej cyrkulacji atmosferycznej znanej jako Oscylacja Północnoatlantycka (NAO). Odkryty po raz pierwszy w latach dwudziestych XX wieku, NAO działa w podobny sposób jak zjawisko El Niño na Pacyfiku, przyczyniając się do wahań klimatu na Północnym Atlantyku iw Europie.
Porównując swoje dane ze wskaźnikiem NAO, naukowcy ustalili bezpośredni związek między zmianą wysokości pokrywy lodowej Grenlandii a silnymi dodatnimi i ujemnymi fazami NAO w okresie zimowym, które w dużej mierze kontrolują wzorce temperatury i opadów na Grenlandii.
Profesor Johannessen skomentował: „Ta silna ujemna korelacja między zmianami elewacji zimowych a indeksem NAO sugeruje niedocenioną rolę sezonu zimowego i NAO dla zmian elewacji - wieloznaczna w scenariuszach bilansu masy lądowej Grenlandii w warunkach globalnego ocieplenia”.
Ostrzegł, że niedawny wzrost znaleziony w badaniu wysokościomierza radarowego niekoniecznie odzwierciedla długoterminowy lub przyszły trend. Przy naturalnej zmienności w cyklu klimatycznym na dużych szerokościach geograficznych, który obejmuje bardzo duże NAO, nawet 11-letni zestaw danych pozostaje krótki.
„Istnieje wyraźna potrzeba ciągłego monitorowania przy użyciu nowych wysokościomierzy satelitarnych i innych obserwacji, wraz z modelami numerycznymi do obliczania budżetu masy pokrywy lodowej Grenlandii”, dodał Johannessen.
Badania modelowe bilansu masy lodowej Grenlandii podczas globalnego ocieplenia szklarni wykazały, że wzrost temperatury do około 3ºC prowadzi do dodatnich zmian bilansu masy na wysokich wysokościach - z powodu akumulacji śniegu - i ujemnych na niskich wysokościach - z powodu nadmiernego gromadzenia się stopionego śniegu.
Takie modele są zgodne z nowymi wynikami obserwacji. Jednak po osiągnięciu tego progu, potencjalnie w ciągu następnych stu lat, straty z topnienia przekroczyłyby akumulację wynikającą ze wzrostu opadów śniegu - wówczas nastąpiłoby stopienie pokrywy lodowej Grenlandii.
W artykule opublikowanym w Science w czerwcu tego roku wyszczególniono wyniki podobnej analizy pokrywy lodowej Antarktydy opartej na danych z wysokościomierza radarowego ERS, przeprowadzonej przez zespół kierowany przez profesora Curt Davis z University of Missouri-Columbia.
Wyniki wykazały pogrubienie na wschodniej Antarktydzie rzędu 1,8 cm rocznie, ale przerzedzenie na znacznej części zachodniej Antarktydy. Dane nie były dostępne dla większości Półwyspu Antarktycznego, z powodu niedawnego przerzedzenia pokrywy lodowej z powodu regionalnego ocieplenia klimatu, ponownie z powodu ograniczeń w bieżącym działaniu wysokościomierza radarowego.
Misja CryoSat ESA, utracona podczas startu 8 października, zawierała pierwszy na świecie wysokościomierz radarowy zaprojektowany specjalnie do użytku na lodzie lądowym i morskim. W kontekście pokrywy lodowej CryoSat byłby w stanie gromadzić dane na stromych zboczach lodu, które pozostają niewidoczne dla obecnych wysokościomierzy radarowych - są to regiony, w których ma miejsce największa strata.
Obecnie trwają wysiłki w celu zbadania możliwości zbudowania i latania CryoSat-2, a decyzja zostanie podjęta do końca roku. Tymczasem cenny zapis klimatyczny zmian pokrywy lodowej ustalony przez ERS i Envisat będzie nadal rozszerzany.
Oryginalne źródło: ESA News Release
