Евразийская Арктика теряет лед быстрее североамериканской

Группа российских климатологов при участии сотрудников МФТИ описала механизм сезонной памяти океана. Он объясняет, как циркуляция воздуха в регионе приводит к тому, что в XXI веке льды в евразийской Арктике тают быстрее, чем в американской.

Исследование опубликовано в журнале Atmosphere.

В Арктике глобальное потепление проявляется ярче, чем в других местах на планете. Каждый год лед отступает чуть ближе к Северному полюсу. Сокращение ледяного покрова ведет к еще большему потеплению и, следовательно, дальнейшему таянию льдов.

Этот замкнутый круг объясняется тем, что лед отражает солнечный свет, а вода, наоборот, поглощает и накапливает тепло. По прогнозам климатологов, к концу XXI века в Арктике может не остаться льдов, которые держатся круглый год.

Потеря льда в разных районах Арктики идет разными темпами. По словам исследователей, это объясняется сезонностью. Наблюдения показывают, что с 2000-х годов в евразийской Арктике ледяной покров сокращается даже зимой, а в американской — только летом.

Судно «Академик Трёшников», на котором прошла четвертая экспедиция с участием авторов исследования в 2015 году / ©Елена Хавина / Михаил Варенцов

«Этот дисбаланс вызван особенностями циркуляции воздушных масс в Арктическом регионе, — объясняет соавтор исследования Михаил Варенцов, климатолог из МГУ, Гидрометцентра России и Института физики атмосферы РАН.

— Во второй половине сентября обычно меньше всего льда. В это время океан активно накапливает тепло от солнца. Но если с полюса или из Гренландии приходит холодный воздух, он забирает часть тепла. И наоборот: поступление теплого воздуха с материка усиливает нагрев океана».

Ученые назвали этот механизм сезонной памятью: зимний ледяной покров зависит от атмосферных условий предыдущим летом. Начиная с 2000-х годов воздушные потоки замедляли летний прогрев океана в американской и ускоряли — в евразийской Арктике. В итоге осенью лед формировался с опозданием в недели и не достигал таких, как прежде, толщины и площади.

Чтобы описать и объяснить климатические изменения в Арктике, исследователи собрали данные о температуре и составе воды на разной глубине, а также о температуре и влажности воздуха, ветре и других характеристиках погоды и климата в двух приполярных районах (рисунок 1).

Рисунок 1. Карта Арктики: розовым цветом заштрихован исследованный район в евразийской Арктике, зеленым — изученный участок на границе между евразийской и североамериканской Арктикой, похожий по условиям на последнюю. Ломаная черная линия показывает примерный маршрут четырех судоходных экспедиций в 2003–2015 годах с участием авторов исследования / ©Елена Хавина / Пресс-служба МФТИ

Измерения сотен параметров проводились во время судоходных экспедиций в августе-сентябре 2003, 2005, 2013 и 2015 годов. Работа велась в рамках масштабного международного проекта NABOS, который изучает климат Арктики с 2002 года.

Помимо прямых наблюдений, коллектив использовал массивы данных, находящихся в свободном доступе, в том числе результаты спутниковых измерений площади ледяного покрова.

«Помимо того, что площадь льдов сокращается, последние 30 лет падает доля многолетнего льда. Это лед, который пережил как минимум одно лето — не растаяв. Он толще и имеет другую структуру по сравнению с однолетним.

Из-за частичного оттаивания летом из льда вытекает вода и уносит растворенные соли. В итоге в многолетних льдах появляются заполненные воздухом поры. Толстый пористый лед лучше изолирует океан от тепла и препятствует нагреву», — отметила соавтор статьи Елена Хавина, аспирантка кафедры термогидромеханики океана МФТИ.

Постепенный переход к сезонному освобождению Арктики от льда, с одной стороны, упрощает хозяйственную деятельность человека. Чем тоньше ледяной покров и чем меньшую площадь он имеет, тем проще судоходство.

В XX веке даже летом по Северному морскому пути суда ходили только в сопровождении ледоколов. Если ледоколы окажутся частично или полностью не нужны, то перевозить грузы станет значительно проще и дешевле.

Авторы исследования. В нижнем ряду — справа налево: Михаил Варенцов, Ирина Репина, Елена Хавина, Татьяна Матвеева, Анастасия Кессель. Сзади: Василий Полкин, Владимир Алексеев / ©Михаил Варенцов

В то же время изменение климата нарушает баланс экосистемы. Например, белым медведям и тюленям лед нужен для отдыха и охоты. А планктон при нагреве верхнего слоя океана может начать бесконтрольно размножаться.

В исследовании участвовали ученые из Московского физико-технического института, Арктического и антарктического научно-исследовательского института в Санкт-Петербурге, МГУ, Института физики атмосферы имени А. М. Обухова РАН, Гидрометцентра России, Института географии РАН.

Исследование было бы невозможно без международного научного проекта NABOS, который финансируется Национальным научным фондом и Национальным управлением океанических и атмосферных исследований США, а также без поддержки Российского фонда фундаментальных исследований и Министерства науки и высшего образования России.

Источник: naked-science.ru