Потеря антарктического льда связана со «штормами» на поверхности океана

Фото из открытых источников

Исследователи из Калифорнийского университета в Ирвайне и Лаборатории реактивного движения НАСА выявили штормовые модели циркуляции под шельфовыми ледниками Антарктиды, которые вызывают интенсивное таяние, имеющее серьезные последствия для прогнозов повышения уровня мирового океана.

В статье, недавно опубликованной в журнале Nature Geoscience, учёные утверждают, что их исследование впервые рассматривает таяние шельфовых ледников, вызванное океаном, в погодном масштабе всего в несколько дней, а не в сезонных или годовых масштабах. Это позволило им сопоставить активность «океанских штормов» с интенсивным таянием льда на ледниках Туэйтса и Пайн-Айленд в заливе моря Амундсена в Западной Антарктиде, подверженном угрозе изменения климата.

Исследовательская группа использовала моделирование климата и заякоренные инструменты наблюдения, чтобы получить снимки субмезомасштабных океанических объектов с разрешением 200 метров и шириной от 1 до 10 километров, которые кажутся крошечными по сравнению с огромными океанскими просторами и гигантскими глыбами плавучего льда в Антарктиде.

«Точно так же, как ураганы и другие крупные штормы угрожают уязвимым прибрежным регионам по всему миру, субмезомасштабные образования в открытом океане распространяются в сторону шельфовых ледников, нанося существенный ущерб», — говорит ведущий автор исследования Маттиа Пойнелли из Калифорнийского университета в Ирвайне, также являющийся научным сотрудником Лаборатории реактивного движения NASA. «Субмезомасштабные процессы приводят к проникновению тёплой воды в полости подо льдом, тая их снизу. Эти процессы происходят круглый год в заливе моря Амундсена и играют ключевую роль в таянии подводных льдов».

Пойнелли сообщил, что он и его коллеги выявили положительную обратную связь между субмезомасштабным движением и таянием, вызванным океаном: более интенсивное таяние шельфовых ледников порождает большую турбулентность океана, которая, в свою очередь, вызывает еще большее таяние шельфовых ледников.

«Субмезомасштабная активность внутри ледяной полости служит одновременно причиной и следствием таяния подводных льдов», — пояснил он. «Таяние создаёт нестабильные фронты талой воды, которые усиливают эти штормовые океанические явления, что затем приводит к ещё большему таянию за счёт восходящих вертикальных тепловых потоков».

Исследование показало, что эти эфемерные, высокочастотные процессы составляют почти пятую часть общей дисперсии таяния подводных льдов за весь сезонный цикл. Во время экстремальных явлений таяние подводных льдов может увеличиться в три раза в течение нескольких часов, поскольку эти образования сталкиваются с ледяными фронтами и проникают под ледяную основу.

Численные результаты хорошо согласуются с данными наблюдений с высоким разрешением, полученными с якорных стоянок поблизости и поплавков, развернутых в другом секторе Антарктиды, которые демонстрируют отдельные прерывистые события потепления и повышения солености на глубинах с аналогичными величинами и временными масштабами, что и экстремальные события таяния, описанные в исследовании.

«Регион между шельфовыми ледниками Кроссон и Туэйтс представляет собой субмезомасштабную горячую точку», — отметил Пойнелли. «Плавающий язык шельфового ледника Туэйтс и мелководное морское дно служат топографическим барьером, усиливающим субмезомасштабную активность, что делает эту область особенно уязвимой».

Выводы приобретают особую актуальность в свете изменений климата Земли. Разрушение Западно-Антарктического ледяного щита может привести к повышению уровня мирового океана на величину до 3 метров. Исследование предполагает, что в будущих сценариях с более тёплой водой, более продолжительными периодами полыньи (пространства открытой воды, окружённого льдом) и меньшим покрытием морского льда эти энергичные субмезомасштабные фронты могут стать ещё более распространёнными, что будет иметь далеко идущие последствия для стабильности шельфового ледника и повышения уровня мирового океана.

«Эти результаты показывают, что тонкие океанические особенности в субмезомасштабе, несмотря на то, что они в значительной степени игнорируются в контексте взаимодействия льда и океана, являются одними из основных факторов потери льда», — сказал Пойнелли. «Это подчёркивает необходимость включения этих краткосрочных, „погодоподобных“ процессов в климатические модели для более комплексных и точных прогнозов повышения уровня моря».

Эрик Риньо, профессор наук о системе Земли из Калифорнийского университета в Ирвайне, консультировавший и предоставлявший экспертные знания по взаимодействию полярного льда и океана группе молодых исследователей, отметил: «Это исследование и его результаты подчеркивают острую необходимость в финансировании и разработке более совершенных инструментов наблюдения, включая современных океанических роботов, способных измерять субокеанические процессы и связанную с ними динамику».