Отступление арктических морских льдов — ключевая проблема исследователей климата и центральная тема освещения в СМИ изменения климата. Тревожные изображения белых медведей на тающих льдинах повсюду, и действительно, спутники подтвердили, что лед покрывает все меньше и меньше Северного Ледовитого океана.
Летом 2012 года был установлен рекордно низкий уровень морского ледяного покрова.Толщина морского льда значительнаУченым еще многое предстоит узнать о ледяном покрове вокруг Северного полюса, не в последнюю очередь о полном значении толщины морского льда.
Норвежские и китайские исследователи собрали множество данных об оптических свойствах и толщине морского льда, что составляет прочную основу для дальнейших исследований. Эти усилия были частью проекта «Расширенное моделирование и наблюдение за солнечной радиацией арктического морского льда — понимание изменений и процессов» (AMORA).
Исследовательский совет Норвегии предоставил большую часть финансирования проекта.Одно можно сказать наверняка: глобальное потепление уменьшается из-за того, что снег и морской лед отражают солнечную энергию обратно в космос. (Отражающая способность поверхности называется ее альбедо.) И наоборот, когда арктического морского льда меньше, океан поглощает больше тепла от солнца, что способствует глобальному потеплению.Разработана беспилотная исследовательская платформаЭто первый раз, когда норвежские и китайские исследователи сотрудничают в рамках проекта по изучению морского льда и снежного покрова в Арктике.
Ключевым компонентом проекта была разработка спектрального радиационного буя (SRB).
Оснащенный специализированными приборами, буй функционирует как беспилотная исследовательская платформа для непрерывных измерений поглощения солнечной радиации и других критических свойств снега и льда в Арктике.Большая разница с 2012 по 2013 годИсследователи выставляли буй по течению в течение летних сезонов 2012 и 2013 годов.
Он дрейфовал от начальной точки Северного полюса в пролив Фрам между Гренландией и Шпицбергеном. Каждый курс длился примерно полгода. Во время развертывания в 2013 году буй пропал, но исследователи уже получили большое количество уникальных данных с буя через спутниковую передачу.
Летом 2012 года был установлен рекордно низкий уровень морского льда в Арктике, в то время как ледяной покров летом 2013 года был несколько более нормальным, заняв 6-е место по количеству морского льда с момента начала всеобъемлющих наблюдений в 1979 году. Исследователи проекта AMORA собрали большой количество данных, подтверждающих, насколько разными оказались эти два лета в Арктике.Отражение солнечного света — важный климатический фактор
Расчеты альбедо Земли, то есть ее отражательной способности солнечного света, важны для построения надежных климатических моделей.
Альбедо — это соотношение того, сколько солнечного света (и его теплового излучения) отражается обратно в космос данной поверхностью. Альбедо недавно выпавшего снега может приближаться к 90%, в то время как поверхность морской воды с гораздо большей абсорбцией имеет низкое альбедо. Таким образом, предполагается, что количество снежного и ледяного покрова в Арктике в сезон высокой солнечной активности оказывает большое влияние на глобальный климат.«Поскольку доступ к Арктике очень затруднен, там не так много надежных данных об альбедо», — объясняет Себастьян Герланд, возглавлявший проект AMORA и научный сотрудник Норвежского полярного института.
Все предыдущие данные по альбедо были собраны пилотируемыми станциями мониторинга, которые, как правило, активны только в течение коротких периодов времени. В измерительных экспедициях, как правило, приходится полагаться на морское судно, они дороги и сложны в выполнении.«Созданный нами беспилотный буй SRB впервые позволил получать непрерывные данные об альбедо и других свойствах морского льда за длительный период», — говорит д-р Герланд.
Сбор данных к югу от полюсаБуй SRB был установлен на льдине недалеко от Северного полюса и в конечном итоге дрейфовал на юг вместе со льдом.
«Буй работал хорошо, — продолжает доктор Герланд, — измеряя отражение света ото льда, а также то, сколько света проникло в океан подо льдом».«Через спутник мы получали непрерывный поток данных об изменениях альбедо на льдине, на которой мы разместили SRB. По курсу дрейфа льдины к югу от полюса мы могли подробно видеть, в какой момент лед начал таять.
Вдобавок мы получили подробные данные об изменении теплового излучения, достигающего морской воды через лед ».«Эти знания о том, как тает морской лед в Арктике в течение летнего сезона, будут полезны для дальнейших исследований», — говорит он. «Это поможет нам найти более четкие ответы на вопрос, тает ли морской лед в Арктике в первую очередь из-за более высоких температур или морской лед сокращается из-за изменений ветра и океанских течений».Раскрыта роль снежного покрова
Данные SRB также помогли климатологам понять, как снежный покров арктического морского льда влияет на таяние льда.«Мы подтвердили, что снег также играет важную роль в таянии», — говорит д-р Герланд. «Лужи, которые образуются на поверхности морского льда, представляют собой растаявший снег.
Эти лужи темные, поэтому они снижают коэффициент альбедо и ускоряют таяние льда. Это один из нескольких способов воздействия снега на морской лед и климат в Арктике».Солнечный свет, проникающий через лед, также имеет решающее значение для водорослей и планктона Северного Ледовитого океана. Экосистема Арктики прекрасно адаптирована к количеству света, проникающего через лед.
Ученые также узнали больше об этом солнечном излучении из проекта.Успешное норвежско-китайское сотрудничествоВажным компонентом проекта AMORA было установление связей и обмен знаниями между норвежскими и китайскими учеными.
В проекте также приняли участие исследователи из Финляндии, США и Германии.Китай относительно активно инвестирует в исследования Арктики и Антарктики, при этом в этой области активно работают как государственные учреждения, так и университеты. Двумя китайскими учреждениями, участвующими в проекте AMORA, были Китайский институт полярных исследований в Шанхае и Даляньский технологический университет.Несколько китайских исследователей, от стипендиатов до старших ученых, побывали в Норвегии в рамках исследовательской деятельности в связи с деятельностью проекта AMORA.
Семинары и проектные встречи проводились в Китае (Шанхай и Далянь), Норвегии (Тромсё) и Финляндии (Хельсинки).«Без сомнения, — заключает доктор Герланд, — это сотрудничество научило нас многому о том, как работают китайские полярные исследователи, и они получили более глубокое понимание нашей работы в этой области».