Forskare kan nu övervaka tunnande havsis året runt


En ny vetenskaplig metod kan göra det möjligt för forskare att bättre hålla koll på det smältande Arktis. För första gången har forskare tagit fram en teknik för att övervaka tjockleken på arktisk havsis året runt – även på sommaren, när det är som svårast att göra.

Den nya metoden, som beskrivs i a papper publicerades på onsdagen i tidskriften Naturkan hjälpa till att fylla en långvarig lucka i satellitrekordet när det gäller havsisens tjocklek.

Sedan 1979 har forskare använt satelliter för att kontinuerligt hålla ett öga på arktisk havsis. Satellitbilder, insamlade året runt, visar hur den totala havsistäckningen stadigt har krympt i takt med att planeten har värmts upp.

Speciella radarinstrument på satelliter kan också mäta tjockleken på havsisen när den flyter ovanpå havet. Dessa uppgifter tyder på att havsisen håller på att förtunnas med tiden eftersom mycket av Arktis äldsta, tjockaste is dukar under för det värmande klimatet.

Men det finns ett stort problem med tjockleksrekordet. Det utesluter i stort sett sommarmånaderna.

Under den varmaste tiden på året börjar havsisen smälta och flytande vatten börjar samlas på dess yta. Dessa smältdammar förvirrar radarsystemen, vilket gör det svårt för dem att skilja is från hav och att noggrant mäta tjockleken på isflak.

Det finns andra sätt som forskare kan mäta istjockleken under sommaren. De kan flyga specialutrustade plan över Ishavet, eller så kan de skicka ut forskare i fält på fartyg för att göra mätningarna personligen. Det finns till och med speciella vetenskapliga bojar utspridda över hela Arktis som kan hjälpa till att hålla koll på den föränderliga isen.

Men ingen av dessa metoder ger den typ av komplett, kontinuerlig bild av hela Ishavet som satelliter gör. Det betyder att det alltid finns något av en lucka i tjockleksrekordet under sommaren.

Det är ett problem ur vetenskaplig synvinkel. Kompletta, nonstop-rekord är guldstandarden för att förstå hur Arktis reagerar på klimatförändringar och för att bygga klimatmodeller som kan göra långsiktiga förutsägelser om dess framtid.

Det är ett problem som Jack Landy, huvudförfattare till den nya studien, har funderat på i flera år nu.

Efter att ha avslutat sin doktorsexamen i Kanada letade Landy efter nya projekt att ta itu med. Han hade precis flyttat tillbaka till Storbritannien och upptäckte att det fanns färre möjligheter för den typ av fältbaserad forskning han hade utfört medan han var utomlands. Han började fundera på problem som kunde lösas på långt håll.

“Detta var en av de tydliga luckorna i kunskapen som vi hade”, säger Landy, för närvarande forskare vid universitetet i Tromsø – Norges arktiska universitet. “Det har funnits, i mer än 20 år, denna lucka i sommartjockleksobservationer som vi får från satellithöjdmätning. Så det verkade bara som ett riktigt intressant och spännande projekt att försöka rikta in sig på.”

Det visade sig också vara en stor utmaning.

“Anledningen till att det har tagit så lång tid har varit att det är ett mycket utmanande projekt att få bra resultat på”, sa Landy.

Under de senaste åren har fler samarbetspartners engagerat sig i projektet. Den nya tidningen, som publicerades den här veckan, inkluderar ett dussin författare från institutioner över hela Europa och Nordamerika.

Teamet vände sig till maskininlärning, en sorts artificiell intelligens, för lösningen. En av de grundläggande utmaningarna för att mäta istjocklek på sommaren är att skilja mellan smältpooler på isen och själva havet. Forskarna tillämpade en maskininlärningsteknik på satellitdata för att särskilja isflaken.

De byggde också en modell av radarsystemets svar på den smältande isen och jämförde den med faktiska satellitdata – en teknik som gjorde det möjligt för dem att göra korrigeringar av radarsystemets mätningar efter behov. Denna metod hjälpte dem till slut att konstruera en exakt sommartid över havsisens tjocklek.

När man tittade på det fullständiga rekordet året runt, fann forskarna att havsisens tjocklek är en bra prediktor för havsisens utbredning, eller det totala området den täcker på havsytan. Tunnare is, föga överraskande, smälter och försvinner snabbare.

Studien tyder på att data om havsisens tjocklek under sommaren kan hjälpa till att förutsäga den totala arean av is som blir över i september, när sommaren tar slut. Det är användbart när du gör prognoser för sjöfartstrafik.

Den nya metoden kan visa sig användbar på andra sätt också.

Det kan hjälpa till att förbättra de modellsimuleringar som forskare använder för att göra prognoser om Arktis framtid. Krympande havsis påverkar Arktis känsliga ekosystem och de mänskliga samhällen som är beroende av det. Det påverkar också hur snabbt Arktis värms upp. Och hastigheten på den arktiska uppvärmningen, visar studier, kan påverka väder- och klimatmönster på andra håll i världen. Det gör dessa prognoser viktiga inte bara för arktiska samhällen utan för hela världen.

Att förbättra modellerna är “en av de mest spännande potentiella effekterna” av studien, enligt Landy. Hittills kommer mycket av istjockleksdata som har använts för att konstruera modellerna från vinterobservationer. Den nya metoden öppnar för möjligheten att använda den bästa datan från hela året.

“Alla processer som styr hur isen bryts upp på somrarna har inte haft några tjockleksdata att testa mot,” sa Landy. “Hastigheten för havsisen som smälter, hur mycket den går sönder och splittras och förtunnas – alla dessa saker har saknat observationer.”

Omtryckt från E&E News med tillstånd från POLITICO, LLC. Copyright 2022. E&E News tillhandahåller viktiga nyheter för energi- och miljöproffs.

Leave a Comment

Your email address will not be published.