Российская спутниковая группировка «Арктика-М», запущенная в 2021 и 2023 годах, передала первые снимки арктического региона и прилегающих территорий из космоса. 30 июня 2011 года спутник Terra (NASA) сделал несколько проходов над Арктикой. ICESat-2 — второй космический аппарат для изучения ледяного покрова Земли. Американо-индийский спутник NISAR начнет следить за изменением замерзших регионов Земли в 2024 году.
15 января 2024 года гидрометеорологическим космическим аппаратом «Арктика-М» № 2 в ходе летных испытаний были получены и переданы на Землю первые снимки арктического региона и прилегающих территорий. Спутник находится на рабочей высокоэллиптической орбите типа «Молния» с наклонением к экватору 63,3 градуса, высотой апогея приблизительно 38 900 км и перигея приблизительно 1 400 км. Все его служебные системы функционируют штатно.
Первый спутник высокоэллиптической гидрометеорологической космической системы «Арктика-М» был выведен на целевую орбиту в феврале 2021 года и выполняет задачи в полном объеме. Два космических аппарата «Арктика-М» будут попеременно сменять друг друга на рабочих участках орбит и обеспечат непрерывный круглосуточный обзор северной территории России и арктического региона, получение гелиогеофизической информации, ретрансляцию информации с наземных платформ сбора метеорологических данных и передачу службам спасения сигналов о местоположении терпящих бедствие судов и самолетов в интересах международной поисково-спасательной системы КОСПАС-SARSAT.
Арктика-М — планируемая группировка из четырёх гидрометеорологических спутников (до 2023 года предполагалось только два спутника в составе группировки) на базе платформы «Навигатор» и на основе аппаратуры серии спутников «Электро-Л», которые предназначены для работы на высокоэллиптической орбите типа «Молния» (для аппарата «Арктика-М» № 1 удаление в апоцентре 39425 км, в перицентре — 1036). Такая орбита позволяет им в непрерывном режиме осуществлять обзор северных (приполярных) территорий Российской Федерации и Арктики, чего нельзя сделать, используя только имеющиеся геостационарные спутники серии «Электро-Л». В 2021 и 2023 годах с космодрома Байконур запущены два спутника «Арктика-М». До 2031 года планируется запустить ещё четыре гидрометеорологических спутника этого типа.
Американо-индийский спутник NISAR также в скором времени начнет детально изучать изменения ледниковых щитов, ледников и морского льда, поскольку изменение климата приводит к нагреванию воздуха и океана. NISAR, радарный спутник НАСА и Индийской организации космических исследований (ISRO), который скоро будет запущен, будет измерять некоторые ключевые показатели жизнедеятельности Земли, от состояния водно-болотных угодий до деформации почвы из-за вулканов и динамики суши и морского льда.
Эта последняя возможность поможет исследователям понять, как мелкомасштабные процессы могут вызвать монументальные изменения в ледяных щитах, покрывающих Антарктиду и Гренландию, а также в горных ледниках и морском льду по всему миру. Сокращенно от радара с синтезированной апертурой NASA-ISRO, NISAR предоставит наиболее полную на сегодняшний день картину движения и деформации замерзших поверхностей в покрытых льдом и снегом средах Земли, известных под общим названием криосфера.
«На нашей планете термостат установлен на максимум, и лед Земли реагирует ускорением своего движения и таянием быстрее», — сказал Алекс Гарднер, гляциолог из Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии. «Нам необходимо лучше понять происходящие процессы, и NISAR предоставит для этого измерения». Орбитальная ориентация NISAR позволит ему собирать данные из дальних глубин Антарктиды, недалеко от Южного полюса – в отличие от других крупных радиолокационных спутников, которые более широко охватывают Арктику.
NISAR планируется запустить ISRO с юга Индии в 2024 году в целях наблюдения почти за всей сушей и ледяными поверхностями планеты дважды каждые 12 дней. Уникальное представление о криосфере Земли со спутника будет получено благодаря совместному использованию двух радаров: системы L-диапазона с длиной волны 10 дюймов (25 см) и системы S-диапазона с длиной волны 4 дюйма (10 см). L-диапазон позволяет видеть сквозь снег, помогая ученым лучше отслеживать движение льда под ним, тогда как S-диапазон более чувствителен к влажности снега, что указывает на его таяние. Оба сигнала проникают сквозь облака и темноту, что позволяет вести наблюдения в течение многомесячных полярных зимних ночей.
30 июня 2011 г. спутник Terra (NASA) сделал первые несколько проходов над Арктикой. В результате компоновки изображений удалось получить цельную картину летней Арктики. В этой мозаике полярная ледяная шапка кажется сине-белой, в то время как лед, покрывающий землю, кажется ярко-белым. 26 августа 2012 года масса морского льда в Арктике была рекордной низкой за последние 30 лет. На иллюстрации, созданной на основе данных спутника НАСА, видно какое количество льда было в Артике в этот день. А линия на рисунке показывает средний объем льда в период летних месяцев, который фиксировался учеными с 1979 года, когда началось спутниковое наблюдение за состоянием льда в Арктике.
В 2018 году НАСА запустил в космос новый спутник ICESat-2, который отслеживал таяние ледников в Гренландии и Антарктике. ICESat-2 — второй космический аппарат такого типа по изучению ледяного покрова Земли. Предыдущий запустили в 2003 году, но тогда из-за технических проблем наблюдения проводили лишь несколько месяцев в году. Новый лазер смог отслеживать ледяные покровы толщиной даже с карандашный грифель. Такие подробные данные помогут лучше предсказывать изменения уровня моря, оценить скорость таяния ледников и влияние, которое эти процессы оказывают на окружающую среду. Этот лазер весит почти полтонны. Он стал на тот момент одним из крупнейших аппаратов НАСА.
Кроме того, наблюдения ведутся и с МКС, например, эксперимент «Экон-М» (фотосъемка Земли для оценки экологической обстановки).
На дне этого пролива было установлено множество глубоководных буйков, которые непрерывно отслеживают свойства проплывающих или расположенных над ними льдов, в том числе их толщину, структуру, скорость движения и прочие характеристики. Сумата и его коллеги получили данные, собранные десятками подобных наблюдательных приборов в промежутке между 1990 и 2019 годами при наблюдениях за состоянием льдов в проливе Фрама. Проведенный учеными анализ этих сведений показал, что структура многолетних льдов Арктики резко изменилась в 2007 году. До этого в Северном Ледовитом океане доминировали деформированные льды толщиной в 3-4 м, а после этого начали преобладать льды, чья толщина составляла около 1-1,5 м. Аналогичным образом резко изменилась средняя продолжительность жизни льда — она упала с 4,3 года до 2,7 года.
Причиной наблюдаемого явления стала анормальная «жара» в Арктике летом 2005 и 2007 года. Это заставило растаять льды у берегов Сибири и Аляски и открыло дорогу в Северный ледовитый океан теплой воде. В результате многолетние льды истончились, а срок их существования сократился.
Ледяные щиты Антарктиды тоже представляют особый интерес – они содержат крупнейший на планете резервуар замороженной пресной воды, и скорость, с которой они могут терять лед, представляет собой наибольшую неопределенность в прогнозах повышения уровня моря. Расширение охвата NISAR будет иметь решающее значение для изучения движения льда, стекающего с возвышенностей центральной Антарктиды к морю.
Измерения также позволят ученым внимательно изучить, что происходит там, где встречаются лед и океан. Например, когда части ледникового щита находятся на земле ниже уровня моря, соленая вода может просачиваться под лед и увеличивать таяние и нестабильность. И в Антарктиде, и в Гренландии также есть шельфовые ледники – массы льда, которые простираются от суши и плавают в океане – которые истончаются и разрушаются по мере откалывания айсбергов. Шельфовые ледники помогают предотвратить сползание ледникового льда с суши в океан. Если они уменьшатся, ледники могут течь и откалываться быстрее.
Морской лед в Арктике сокращается на протяжении десятилетий, и повышение температуры воды и воздуха приводит к усилению таяния. Поскольку большая часть его поверхности подвергается воздействию солнечного света, Северный Ледовитый океан летом получает и удерживает больше тепла, а для охлаждения требуется больше времени. Это означает меньшее образование льда зимой и более быстрое таяние следующим летом, говорит Бен Холт, ученый по морскому льду из Лаборатории реактивного движения.