Изменение климата по-разному меняет арктические реки

Вода в Арктике может казаться спокойной, но она влияет на всю планету. Реки несут растаявший снег в океан, формируя лед, течения и глобальные температуры.

Что-то начало меняться. Ученые, отслеживающие ситуацию в этих водах, теперь видят закономерности, которые не подчиняются простой тенденции. В одних регионах становится больше осадков, в других — меньше. Старая идея о том, что потепление в Арктике просто приведет к увеличению количества воды повсюду, начинает рушиться.

В течение многих лет исследователи полагались на измерительные станции, установленные вдоль берегов рек. Эти приборы регистрировали объем воды, протекающей по крупным рекам.

Но Арктика огромна и труднодоступна. Поддержание работы этих станций требует времени и денег, и многие из них были закрыты. Поэтому учёные посмотрели на небо. Сейчас спутники вращаются вокруг Земли, незаметно собирая данные о воде, снеге, почве и осадках. Объединив эти потоки информации, исследователи разработали новый способ отслеживания движения воды в Арктике, не ступая на землю.

Эта работа выполнена командой, участвовавшей в проекте STREAM-NEXT Европейского космического агентства. Группа, возглавляемая исследователями из Национального исследовательского совета Италии и Университета Перуджи, создала модель, которая использует только спутниковые данные для оценки речного стока и поверхностного стока в регионе в период с 2003 по 2022 год.

Новая система объединяет несколько типов спутниковых данных. Она анализирует изменения гравитации Земли для оценки запасов воды, отслеживает влажность почвы, составляет карты снежного покрова и измеряет количество осадков. Все эти данные поступают в модель, разработанную специально для арктических условий.

В результате получается ежедневная запись движения воды по рекам и суше. Она охватывает даже отдаленные районы, где отсутствуют какие-либо приборы.

Используя этот подход, исследователи подсчитали, что арктические реки ежегодно сбрасывают в океан около 4760 кубических километров пресной воды.

Большая часть этой воды, примерно 80 процентов, поступает из рек Евразии, особенно из Сибири. Этот поток играет важную роль в формировании поведения Северного Ледовитого океана.

Полученные данные показывают нечто более сложное, чем ожидалось. Водные потоки в Арктике движутся не в одном направлении. Вместо этого они представляют собой совокупность изменений, которые различаются от места к месту.

«Хотя ожидаемая реакция пан-арктического региона на изменение климата предполагает общее увеличение стока, оценки, основанные на спутниковых данных, показывают более неоднородную картину», - объяснил ведущий автор исследования Франческо Леопарди из Университета Перуджи. «В Арктике поток пресной воды меняется неравномерно; вместо этого регион демонстрирует неоднородные изменения. В некоторых районах становится больше воды, в то время как в других, таких как бассейн реки Маккензи, наблюдается снижение стока».

В целом, эти результаты ставят под сомнение представление о равномерно «более влажной» Арктике, подчеркивая вместо этого систему, претерпевающую неравномерные и регионально контрастные изменения.

На эти неравномерные закономерности влияют несколько факторов. Температура воздуха повышается, но не везде с одинаковой скоростью.

Изменение режима выпадения осадков. В некоторых местах снег тает раньше. Вечная мерзлота, некогда твердая земля, оттаивает и меняет характер течения воды.

Каждый регион реагирует по-своему. В бассейне с обильными снегопадами могут наблюдаться более сильные весенние паводки. В другом районе с меньшим количеством снега и более высоким испарением может произойти общее снижение уровня воды. Эти различия создают скорее мозаику по всей Арктике, чем единую тенденцию.

Это важно, потому что поток пресной воды влияет на циркуляцию океана. Он также влияет на экосистемы, от мест обитания рыб до перелетных птиц. Даже люди, живущие в северных регионах, зависят от этих водных систем в повседневной жизни.

Ученые начинают все чаще использовать спутники для изучения Земли. В отдаленных местах, таких как Арктика, они часто являются единственным способом отслеживать изменения во времени.

Новые спутниковые миссии позволят еще лучше разобраться в этом вопросе. Одна из предстоящих миссий будет измерять мельчайшие изменения земной гравитации, чтобы определить, где находятся вода и лед и как они движутся.

Это может показаться странным, но это работает. Когда вода смещается, она немного меняет вес Земли. Спутники могут улавливать эти небольшие изменения и использовать их для составления карты движения воды.

Эти измерения приобретают все большее значение для понимания того, как меняющаяся Арктика влияет на остальную часть планеты.