В октябре 2019 года ученые поймали в ловушку судно, наполненное оборудованием, во льдах Северного Ледовитого океана с намерением целый год дрейфовать вокруг Северного Ледовитого океана, собирая данные по полярным регионам и морским льдинам. Однако новое исследование показало, что есть вероятность того, что экспедиция может растаять за несколько месяцев до конца года.
Группа исследователей MOSAiC (Многодисциплинарная дрейфующая обсерватория по изучению климата Арктики) прошла тщательную подготовку и обучение для экспедиции, включая анализ исторических условий. Однако новые исследования показывают, что условия Арктики меняются настолько быстро, что прошлое, возможно, уже не является руководством к действию сегодня.
Ученые Национального центра атмосферных исследований (NCAR) использовали ансамбль из множества прогонов климатической модели для моделирования условий на потенциальных маршрутах полярной экспедиции, используя сегодняшние условия в "новой Арктике". Полученные результаты позволяют предположить, что более тонкий морской лед может унести судно дальше, чем можно было бы ожидать, по сравнению с историческими условиями, а морской лед вокруг судна может растаять раньше 12-месячного срока. Из 30 модельных прогонов, проанализированных в новом исследовании, пять (17%) показали таяние менее чем за год.
Исследование, опубликованное в журнале "Криосфера", было профинансировано Национальным научным фондом, который является спонсором NCAR. Соавторами исследования являются Университет Колорадо-Боулдер и Кооперативный институт по исследованиям в области окружающей среды, а также Дартмутский колледж и Университет Аляски в Фэрбенксе.
Ансамбль из 30 модельных прогонов использовал современные климатические условия и отражал широту возможностей формирования, дрейфа и таяния морского льда в климате 2020 года. Исследование не включало в себя ледовую обстановку 2019 года и не является прогнозом путей, по которым судно примет экспедицию, рассчитанную на год.
Идем со льдиной
Для сравнения различий между "старой Арктикой" и "новой Арктикой" ученые создали ледяные гусеницы для корабля экспедиции - немецкого научно-исследовательского ледокола "Поларштерн", используя модель морского льда в модели системы Земли Сообщества (CESM) на базе NCAR. Сначала ученые прогоняли 28 модельных треков на основе исторических спутниковых данных о состоянии морского льда. Затем они сравнили результаты с 30 модельными треками под молодыми, тонкими и более сезонными ледовыми условиями Арктики, которые в большей степени отражают современные условия.
В этих "новых арктических" условиях льдины двигались быстрее, поэтому их пути простирались дальше и отличались друг от друга больше, чем "старые арктические" пути, которые включают в себя более толстый морской лед и более короткие, медленные пути.
В частности, исследование показало, что в сезонном арктическом сценарии 17% смоделированных трасс показывают, что Полярная звезда в целом тает со льда за несколько месяцев до финиша октября 2020 года. Модель оценивает 29 июля 2020 г. как самую раннюю потенциальную дату таяния льда, подчеркивая, что современная Арктика имеет повышенный риск экстремальных явлений, таких как таяние льда. Напротив, ни одна из трасс, проложенных по историческим спутниковым данным, не показала сценария таяния.
Несмотря на то, что результаты дают дополнительное представление о потенциальном результате траектории MOSAiC, прогоны модели не являются прогнозом траектории экспедиции, сказал Дювивье, который представил результаты исследования научной группе MOSAiC в ходе подготовки к кампании. Скорее, результаты - это способ изучить множество сценариев, с которыми судно может столкнуться в ходе путешествия в нынешних климатических условиях.
К первому этапу экспедиции, осенью 2019 года, исследователи уже сталкивались с тонкими ледяными покровами, сначала пытаясь найти достаточно толстую льдину, чтобы поставить Полярную звезду на якорь, и испытывали штормы, которые бросили вызов экспедиции. По данным Национального центра данных по снегу и льду, ледяной покров Арктики в 2019 году достиг второго по величине минимума в спутниковой записи, что означало, что экспедиция стартовала в экстремально низких ледовых условиях.
С тех пор течения корабля дрейфуют дальше, чем ожидалось. "Модельные эксперименты из этого исследования имеют треки, сопоставимые с тем, что испытывал "Полярштерн" в последние несколько месяцев", - сказал Дювивье. "Мы не делаем прогноз для экспедиции, но эти типы треков тают на ранней стадии нашей климатической модели".
Время покажет, каким будет конечный маршрут и пункт назначения "Поларштерна", но экспедиция все равно предоставит ученым массу данных. В конечном итоге эта информация окажется чрезвычайно полезной для совершенствования климатических моделей, таких как CESM, и поможет ученым понять, какие изменения в Арктике могут произойти в ходе будущих полярных экспедиций. Спасибо за прочтение.
