Исследование показало, что хотя сажа, поступающая от лесных пожаров, усугубляет проблему, она не является движущей силой изменений. Настоящие виновники — две петли обратной связи, созданные самим плавлением. Один из этих процессов не виден человеческому глазу, но оказывает глубокое влияние.
Результаты, опубликованные в журнале The Cryosphere Европейского союза наук о Земле, имеют глобальное значение. Пресная талая вода, попадающая в океан из Гренландии, поднимает уровень моря и может повлиять на экологию океана и циркуляцию.
«Необязательно иметь более« грязный »снежный покров, чтобы сделать его темным», — сказал ведущий автор Марко Тедеско, профессор-исследователь в обсерватории Земли Ламонт-Доэрти Колумбийского университета и научный сотрудник Института космических исследований имени Годдарда НАСА. «Снежный покров, который может показаться нам« чистым », может более эффективно поглощать солнечную радиацию, чем грязный. В целом, важно то, какое количество солнечной энергии поглощает поверхность.
Это реальная движущая сила таяния . "Петли обратной связи работают следующим образом: теплым летом с чистым небом и сильным солнечным излучением поверхность начинает таять. По мере того, как верхние слои свежего снега исчезают, начинают появляться старые загрязнения, такие как пыль от эрозии или сажа, нанесенная годами ранее, делая поверхность темнее. Теплое лето может удалить достаточно снега, чтобы за несколько лет загрязнения сконцентрировались на поверхности по мере исчезновения окружающих слоев снега. В то же время, когда снег тает и повторно замерзает, снежинки становятся больше.
Это потому, что талая вода действует как клей, склеивая зерна вместе, когда поверхность замерзает. Более крупные зерна создают менее отражающую поверхность, что позволяет поглощать больше солнечного излучения. Влияние размера зерна на альбедо — соотношение между отраженным и приходящим солнечным излучением — сильно в инфракрасном диапазоне, где люди не видят, но спутниковые инструменты могут обнаружить это изменение.«Это сложная система взаимодействия между атмосферой и поверхностью ледяного покрова.
Повышение температуры способствует большему таянию, и это таяние снижает альбедо, что, в свою очередь, увеличивает таяние», — сказал Тедеско. «Будет важно, как это будет накапливаться за десятилетия, потому что это может ускорить количество воды, теряемой Гренландией. Даже если у нас не будет большого таяния из-за атмосферных условий в течение одного года, поверхность будет более чувствительна к любым видам воды. вход, который может дать солнце, из-за предыдущего цикла ".В исследовании использовались спутниковые данные для сравнения летних изменений альбедо Гренландии с 1981 по 2012 годы. Первое десятилетие показало незначительные изменения, но, начиная примерно с 1996 года, данные показывают, что из-за потемнения лед начал поглощать примерно на 2 процента больше солнечной радиации за десятилетие.
В то же время летние приповерхностные температуры в Гренландии повышались примерно на 0,74 ° C за десятилетие, что позволяло таять больше снега и подпитывать контуры обратной связи.По словам Тедеско, вероятной причиной большого сдвига около 1996 года было изменение атмосферной циркуляции. Североатлантическое колебание, крупномасштабный природный цикл погоды, перешло в фазу, в которой летние атмосферные условия благоприятствовали большему количеству поступающей солнечной радиации и более теплому и влажному воздуху с юга.
Более поздние записи показывают, что в 2013-2014 годах эти условия изменились в сторону меньшего таяния, но ущерб уже был нанесен — ледяной щит стал более чувствительным. В 2015 году таяние снова резко увеличилось, достигнув более половины ледяного покрова Гренландии.
По словам Тедеско, в то время как новый снегопад может снова сделать ледяной покров ярче, темный материал, образовавшийся в годы таяния, ждет чуть ниже поверхности, предварительно подготовив поверхность к будущему таянию.Ученые также запустили компьютерную модель, чтобы смоделировать будущую температуру поверхности Гренландии, размер зерна, открытую площадь льда и альбедо. В текущем столетии модель прогнозирует, что среднее альбедо для всего ледового щита упадет на целых 8 процентов и на 10 процентов на западном краю, где лед сегодня самый темный.
Это консервативные оценки — изменение может быть вдвое больше, сказал Тедеско.Ученые рассмотрели гипотезу о том, что сажа от лесных пожаров в Китае, Сибири и Северной Америке может вызвать усиление потемнения ледяного покрова. Используя Глобальную базу данных по выбросам от пожаров, они проанализировали тенденции выбросов черного углерода в результате лесных пожаров в этих регионах и Европе.
Хотя количество черного углерода, выделяемого при пожарах, варьировалось от года к году, ученые не обнаружили статистически значимого увеличения в период 1997-2012 годов, которое соответствовало бы потемнению в Гренландии.Исследование также поднимает вопросы о том, темнеет ли высокое плато Гренландии, как предполагалось в предыдущих отчетах. Ученые не обнаружили долговременной тенденции к потемнению в верхней части, и они подозревают, что спутниковый датчик Terra MODIS, который обнаруживал потемнение в прошлом, на самом деле может ухудшаться, как предполагали предыдущие исследования.
На более низких высотах сигнал намного сильнее.«Это очень хорошая статья, которая дает новые ценные сведения о физических процессах, контролирующих изменение отражательной способности ледникового щита Гренландии и, в частности, его потемнение с течением времени», — сказал Эрик Ригно, старший научный сотрудник Лаборатории реактивного движения НАСА, изучающий лед. листов, но не участвовал в новом исследовании. «Мне также кажется особенно интересным тот факт, что затемнение, указанное ранее спутниковыми датчиками, теперь подтверждено, что оно меньше, что является хорошей новостью для ледникового покрова.
Тем не менее, потемнение Гренландии вокруг его периферии остается источником беспокойства, потому что оно способствует возникновению ледяной покров тает быстрее ".По словам Тедеско, петли обратной связи можно остановить с помощью большого количества снегопадов и меньшего таяния, но это маловероятно, учитывая возрастающую концентрацию парниковых газов в атмосфере.
И хотя ожидается, что потепление приведет к увеличению количества осадков, они включают увеличение количества осадков, что ускоряет таяние. Таяние также перемещается на более высокие высоты по мере повышения глобальной температуры.
«По мере продолжения потепления обратная связь от снижения альбедо будет складываться», — сказал Тедеско. «Это поезд идет под гору, и холм становится все круче».