Крижані покриви Гренландії на вагах - Асоціація німецьких дослідницьких центрів ім. Гельмгольца

Крижаний покрив у Гренландії більш ніж у чотири рази перевищує розмір Німеччини і зберігає достатньо води, щоб підняти рівень глобального моря на сім метрів. За допомогою пари супутників дослідники можуть виміряти, скільки льоду тане в результаті зміни клімату.

Три, два, один і ... злітай! »Хмари пилу кружляють. Вогняне світло висвітлює небо під час запуску ракети SpaceX-Falcon-9 у космос 22 травня 2018 року на авіабазі Ванденберг у Каліфорнії (США). На борту є друге покоління супутникової системи GRACE. Абревіатура розшифровується як "Відновлення сили тяжіння та кліматичний експеримент". У вільному перекладі це означає щось на зразок "вимірювання гравітаційного поля та кліматичний експеримент". І оскільки це друга місія GRACE, керівники проектів американського космічного агентства NASA та Німецького центру геологічних досліджень (GFZ) додали до назви абревіатуру "FO" для "Follow-On". Незважаючи на цю дещо незграбну назву, надії сотень дослідників клімату покладаються на два супутники GRACE-FO. Тому що команда може зробити те, що неможливо за допомогою земних вимірювань: вона вимірює все поле тяжіння планети протягом місяця. Іншими словами, супутники документують зміну маси на землі по всьому борту і, отже, насамперед перерозподіл води між океанами, континентами і особливо крижаними покривами.

  • масштабування
    крижані
    Тала вода виливається з-під льодовика Рассела. В основному це з озер льодовика, які осушились через тріщини льоду. (Фото: Джеремі Харбек/NASA)

Таким чином, “баланс у просторі” дає відповіді на два найактуальніші питання кліматичних досліджень: скільки льоду покриви льодів у Гренландії та Антарктиді втрачаються внаслідок зміни клімату та в яких регіонах світу в результаті піднімається рівень моря? Одним з дослідників, який стежить за початком місії в прямому ефірі на місці, є д-р. Інго Сасген з Інституту Альфреда Вегенера, Центр полярних та морських досліджень Гельмгольца (AWI). 43-річний чоловік задокументував зростання та скорочення льодовикового покриву Гренландії з першої місії GRACE (2002-2017). Але йому все ще не вистачає правильних слів для простого розміру та товщини крижаного покриву. Порівняння повинні допомогти описати колосальне крижане поле. "Крижаний покрив та прилеглі до нього льодовики були б достатньо великими, щоб не лише поховати Німеччину, а й Францію, Іспанію та Італію одним махом", - пояснює Інго Сасген. Найвища гора Німеччини, Цугшпітце, все одно занурилася б на 300 метрів углиб льоду на центральному високому плато льодовикового покриву. І якби весь лід у Гренландії одним махом розтанув, глобальний рівень моря підніметься трохи більше семи метрів, затопить великі прибережні райони світу і тим самим знищить середовище існування мільйонів і мільйонів людей - у тому числі в Європі.

На його поверхні тане лід Greenренландії

Погляд на статистику GRACE показує, наскільки актуальною є проблема танення льоду на Greenренландії: з моменту початку першої місії в 2002 році льодовиковий щит та його льодовики втрачають в середньому 286 мільярдів тонн льоду на рік. "Втрати маси в основному пов'язані з тим, що повітря над Гренландією стає теплішим, що збільшує інтенсивність і тривалість сезону танення", - говорить Інго Сасген. Сьогодні льодовиковий ковпак Гренландії втрачає майже вдвічі більше льоду через процеси плавлення на поверхні, ніж у період з 1960 по 1990 рік.

  • Збільшення 22 травня 2018 року ракета SpaceX Falcon 9 піднімається з ВВС Ванденберг в Каліфорнії. Він вистрілює на свою орбіту на висоті 490 кілометрів команду GRACE-FO. Зображення: Білл Інгалс/NASA

Найкраще з обох світів

  • Zoom Визначення балансу маси крижаних покривів за допомогою подвійних супутників GRACE. Ілюстрація: Мартін Кюнстінг, Фабіан Корріс

Для того, щоб точніше зрозуміти, в яких регіонах Гренландський крижаний лист скорочується найшвидше, Інго Сасген поєднає дані гравітаційного поля GRACE із радіолокаційними вимірами із супутника ESA CryoSat-2. Це вимірює зміну висоти крижаних полів у Гренландії з роздільною здатністю до п’яти кілометрів і, на відміну від GRACE, яка має роздільну здатність лише 400 кілометрів, може наносити на карту окремі льодовикові системи. "Ми в основному беремо найкращі з обох наборів даних і беремо їх між собою, щоб виявити регіональні відмінності", - говорить Інго Сасген. Метою цієї роботи REKLIM є створення карти льодовикового покриву Гренландії, яка у високій роздільній здатності показує, як змінюються крижані маси та як зони втрат розширюються з часом. Оптимізований набір даних також допомагає поліпшити моделі клімату та крижаного покриву.

За часів до GRACE вчені могли калібрувати свої кліматичні моделі лише за допомогою кількох точкових вимірювань на гренландських станціях вимірювання снігу та льоду. Однак це не гарантувало, що моделі правильно розрахували баланс маси. Сьогодні швидкого порівняння результатів моделі з даними GRACE достатньо для перевірки якості моделі. “Насправді важливо, щоб ми точно знали, скільки льоду втрачає Гренландія. Тому що лише коли ми зможемо правильно відобразити ці показники втрат у кліматичних моделях, ми зможемо передбачити майбутнє крижаного покриву та рівня моря з високою точністю », - підкреслює Інго Сасген.

Питання тяжіння

Зараз він з нетерпінням чекає перших даних, які GRACE-FO передає в центр супутникового управління в Оберпфаффенхофені з червня 2018 року і з яких наразі розраховуються гравітаційні поля. На основі нових результатів вимірювань Інго Сасген та колега з AWI хочуть розробити статистичний метод прогнозування балансу льодовикової маси Гренландії. Подібний підхід досить добре працює для арктичного морського льоду. GRACE-FO буде проводити необхідні дані для цього прогнозу і - якщо все буде добре - надійно стежити за гравітаційними полями крижаних покривів та океанів протягом наступних десяти років. "Продовження цих даних від відкритого океану до узбережжя залишається однією з головних проблем, з якими ми хочемо боротися в REKLIM у майбутньому", - говорить Інго Сасген.

Щорічний журнал REKLIM

Асоціація регіональних змін клімату імені Гельмгольца вже десять років досліджує розвиток клімату в регіональних масштабах. Особлива увага приділяється взаємодії між атмосферою, океаном та поверхнею суші. До десятої річниці асоціація видала журнал, з якого походить цей текст. Буклет можна замовити безкоштовно на info (at) reklim.de.

З нагоди міжнародної наукової конференції Асоціація Гельмгольца запрошує регіональні зміни клімату REKLIM на День громадської участі. У інші дні конференції також проводяться заходи, на які запрошується громадськість: