Sentinel-1 ESA обнаруживает отступление арктических ледников. По мере повышения температуры в Арктике ледники, заканчивающиеся на море, особенно в таких местах, как Шпицберген, быстро отступают и интенсивно откалываются. Также по сведениям NASA и Национального центра данных по снегу и льду (NSIDC), арктический морской лед отступил до почти исторического минимума в Северном полушарии этим летом.
Cпутниковые данные доказали, что изменение климата — это климатический кризис. 2024 год был рекордным, и не в хорошем смысле. В июле средняя температура на Земле была самой высокой за последние 175 лет, а 22 июля, в частности, стал самым жарким днем за всю историю наблюдений. Прошедшее лето было самым жарким с 1880 года, сезон ураганов в этом году начался с Берилла — самого раннего из зарегистрированных ураганов категории 4, — а отчет, опубликованный в июне, подтвердил, что глобальное потепление, вызванное деятельностью человека, достигло исторического максимума.
Но ученых беспокоят не только рекордсмены, попавшие в заголовки. В этом году ледники тают с беспрецедентной скоростью из-за всего этого вызванного человеком тепла, уровень моря необратимо повышается в результате таяния этих ледников, прибрежные поселения опустошаются штормами, усугубленными таким повышением уровня моря в сочетании с высокими температурами, а животных выселяют из их домов, потому что Земля меняется слишком сильно и слишком быстро. Еще в прошлом месяце мы видели, как ураган Хелен разрушал города и уносил жизни — и его сила действительно была связана с изменением климата.
Конечно, тяжело видеть факты, изложенные таким образом, особенно учитывая, как много эти параграфы оставляют недосказанным. Однако это чувство выносит на первый план нечто очень важное: на базовом уровне ценно, что эта информация вообще существует. Возможно, самым большим ограничивающим шагом в борьбе с изменением климата является превращение фактов в выполнимые задачи и, в свою очередь, убеждение политиков начать вносить серьезные изменения в то, как управляется наш мир. Климатический кризис — это обманчиво политическая проблема, означающая, что будущее Земли зависит от данных — и, в зависимости от того, как вы на это смотрите, эти данные зависят от маловероятного источника: исследования космоса.
Слово «спутник» в наши дни употребляется очень часто, но в общих чертах оно относится к любому объекту, отправленному на орбиту нашей планеты для выполнения определенной задачи. У нас есть спутники связи, чтобы наши мобильные телефоны работали, навигационные спутники, чтобы Google Maps давал нам правильные направления движения, и экспериментальные спутники для целей чистой науки, как этот, который в настоящее время тестирует технологию солнечного паруса.
Среди спутников есть также климатические спутники.
Например, есть спутники со спектрометрами, которые могут определять концентрацию углекислого газа в нашей атмосфере, что важно, поскольку эксперты выявили, что уровень углекислого газа в атмосфере увеличивается в первую очередь из-за сжигания ископаемого топлива, такого как уголь и нефть. Увеличение углекислого газа в атмосфере означает «усиленный» парниковый эффект, как это называет Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA), а усиленный парниковый эффект означает глобальное повышение температуры. Для ясности, существует такое понятие, как «естественное» изменение климата. Но сейчас природа не является основным фактором глобального потепления.
На этой карте показан уровень моря, измеренный спутником Sentinel-6 Michael Freilich с 5 по 15 июня 2021 года. Красные области — это регионы, где уровень моря выше нормы, а синие области — регионы, где он ниже нормы. NASA Earth Observatory
Кроме того, есть много спутников , например, космический аппарат NASA Landsat, которые могут получать изображения того, как леса уменьшаются в размерах, поскольку промышленность вырубает их, чтобы освободить место для коммерческих предприятий. Изображения также могут помочь отслеживать такие вещи, как изменение среды обитания животных, вынужденная миграция диких животных и сокращение запасов пищи для определенных видов. Есть также космические аппараты с лазерами, которые могут помочь измерить скорость таяния ледяных шапок. У других есть радары с синтезированной апертурой, которые показывают, как наша планета реагирует на землетрясения, которые могут увеличиваться по мере потепления Земли.
Спутниковая гравиметрия помогает ученым измерять гравитационное влияние Земли — и, что самое важное, тонкие изменения в гравитационном поле нашей планеты. Поскольку гравитационная сила напрямую связана с объектами массы, это означает, что метод может точно определять, когда теряется масса льда, как поднимается уровень океанов и даже колебания запасов грунтовых вод. Спутники могут видеть то, чего мы не можем увидеть собственными глазами: изменения в глубоком подземном хранилище воды, для наблюдения за которыми нам пришлось бы копать глубоко в земле.
Список можно продолжать, наличие такого количества данных позволяет ученым проявлять должную осмотрительность, собирая обширные объемы доказательств для людей, находящихся у власти, чтобы они могли ознакомиться с ними перед принятием решений, влияющих на климат. Во время крупных климатических встреч — конференции COP, вероятно, самые известные — эти доказательства могут быть представлены должностным лицам как часть аргументов в пользу изменений. Без информации коммуникация непроста.
Однако зачастую спутниковые данные полезны и в краткосрочной перспективе.
Например, наблюдатели за ураганами помогают метеорологам предсказывать, где будут происходить штормы, — это важная задача, поскольку по мере потепления климата интенсивность и частота таких штормов неизбежно будут расти, — а отслеживатели выбросов метана могут точно определить, где находятся очаги выбросов парниковых газов.
В отчете 2018 года Национальные академии США рекомендовали NASA построить серию космических аппаратов, которые вместе сформируют Обсерваторию системы Земли (ESO). Эта обсерватория, будет иметь задачу отслеживать движения атмосферы нашей планеты, образование дождей, подъемы и падения континентов и продолжающиеся перемещения масс по всему миру.
Sentinel-1 обнаруживает отступление арктических ледников. По мере повышения температуры в Арктике ледники, заканчивающиеся на море, особенно в таких местах, как Шпицберген, быстро отступают и интенсивно откалываются. Проект Space for Shore, финансируемый ЕКА, использует радиолокационные данные миссии Copernicus Sentinel-1 для получения точной ежегодной информации об отступлении ледников и интенсивности их откола, особенно в таких районах, как Конгсфьорд, где наблюдается значительное отступление крупных ледников.
Откол, процесс, при котором лед откалывается от конечной точки ледника, является основным фактором повышения уровня моря и представляет растущие риски для прибрежных регионов по всему миру. Понимание этих процессов, особенно в Арктике, имеет важное значение для прогнозирования будущих последствий.
В ходе недавнего этапа проекта «Космос для берега» — совместного проекта I-SEA (Франция) и NORCE (Норвегия) — ученые использовали более тысячи снимков, полученных с миссии Sentinel-1, для детального наблюдения за эволюцией прибрежных ледников Шпицбергена.
Проанализировав данные Sentinel-1 за период с 2015 по 2023 год, группа нанесла на карту линии фронта ледников и измерила активность отёла льдов в летние месяцы на Шпицбергене, когда интенсивность отёла достигает максимума.
Фронт ледника Кронебреен. ESA
Sentinel-1 , являющийся частью программы Европейского союза Copernicus, использует технологию радара с синтезированной апертурой (SAR) для сбора данных с высоким разрешением в сложных условиях Арктики, обеспечивая постоянный круглогодичный мониторинг этих критически важных ледников.
Ключевым выводом анализа является годовая протяженность ледниковых фронтов. Изучая изображения, полученные в период с июля по сентябрь, исследователи определили летние ледниковые фронты как области, где протяженность ледника сохраняется 95% времени в течение этих месяцев.
Кроме того, обнаруживая радиолокационное отражение от плавающих айсбергов и ледяных глыб, они разработали показатель интенсивности летнего откола: лето с большей частотой появления айсбергов и ледяных глыб (термин, обозначающий более мелкие фрагменты льда, откалывающиеся от ледников) указывает на более активный откол и ускоренное отступление ледника, что является важнейшими показателями здоровья и стабильности ледника.
Как следующее дополнение к миссии Sentinel-1, Sentinel-1C обеспечит улучшенные возможности радиолокационной визуализации и улучшенную непрерывность для критически важных климатических исследований. Благодаря своей передовой технологии Sentinel-1C усилит нашу способность собирать подробные круглогодичные данные о фронтальных линиях ледников, темпах откола и взаимодействии льда и океана, даже в сложных условиях Арктики.
Арктический морской лед отступил до почти исторического минимума в Северном полушарии этим летом, согласно исследователям NASA и Национального центра данных по снегу и льду (NSIDC). Снижение является продолжением десятилетней тенденции сокращения и истончения ледяного покрова в Северном Ледовитом океане.
Количество замерзшей морской воды в Арктике колеблется в течение года, поскольку лед тает и нарастает между сезонами. Ученые картируют эти колебания, чтобы составить картину того, как Арктика реагирует с течением времени на повышение температуры воздуха и моря и более продолжительные сезоны таяния. За последние 46 лет спутники наблюдали устойчивые тенденции большего таяния летом и меньшего образования льда зимой.
Отслеживание изменений морского льда в режиме реального времени выявило широкий спектр последствий: от потерь и изменений в среде обитания полярных диких животных до воздействия на местные сообщества в Арктике и международные торговые пути.
В этом году площадь арктического морского льда сократилась до минимальной величины в 1,65 миллиона квадратных миль (4,28 миллиона квадратных километров). Это примерно на 750 000 квадратных миль (1,94 миллиона квадратных километров) ниже среднего значения на конец лета 1981–2010 годов в 2,4 миллиона квадратных миль (6,22 миллиона квадратных километров). Разница в ледовом покрове охватывает территорию, большую, чем штат Аляска. Площадь морского льда определяется как общая площадь океана с концентрацией льда не менее 15%.
Минимальный показатель этого года остался выше исторического минимума в 1,31 миллиона квадратных миль (3,39 миллиона квадратных километров), установленного в сентябре 2012 года. Хотя площадь морского льда может колебаться из года в год, она имеет тенденцию к снижению с начала спутниковых наблюдений за льдом в конце 1970-х годов. С тех пор потеря морского льда составляет около 30 000 квадратных миль (77 800 квадратных километров) в год, согласно NSIDC.
В настоящее время ученые измеряют площадь морского льда, используя данные пассивных микроволновых датчиков, установленных на спутниках в рамках Программы метеорологических спутников Министерства обороны США, а также дополнительные исторические данные со спутника Nimbus-7, совместно эксплуатируемого НАСА и Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA).
Это изображение, полученное с помощью визуализации данных, показывает минимальную протяженность арктического морского льда 11 сентября 2024 года. Желтая граница показывает минимальную протяженность, усредненную за 30-летний период с 1981 по 2010 год. НАСА/Трент Л. Шиндлер
Натан Курц, руководитель Лаборатории криосферных наук NASA в Центре космических полетов имени Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд, отметил, что морской лед не только тает, но и молодеет.
«Сегодня подавляющее большинство льда в Северном Ледовитом океане — это более тонкий однолетний лед, который в меньшей степени способен выживать в теплые месяцы. Сейчас гораздо, гораздо меньше льда, которому три года или больше», — сказал Курц.
Измерения толщины льда, собранные с помощью космических высотомеров, включая спутники NASA ICESat и ICESat-2, показали, что большая часть самого старого и толстого льда уже потеряна. Новые исследования Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии показывают, что в центральной Арктике, вдали от побережий, толщина осеннего морского льда теперь составляет около 4,2 футов (1,3 метра), что ниже пикового значения в 8,8 футов (2,7 метра) в 1980 году.
В 2024 году морской лед в южных полярных регионах планеты также был низким. Вокруг Антарктиды ученые отслеживают почти рекордно низкий уровень морского льда в то время, когда он должен был активно расти в самые темные и холодные месяцы Южного полушария.
Лед вокруг континента находится на пути к тому, чтобы составить чуть более 6,6 миллионов квадратных миль (16,96 миллионов квадратных километров). Средняя максимальная протяженность между 1981 и 2010 годами составляла 7,22 миллиона квадратных миль (18,71 миллиона квадратных километров).
Незначительный рост в 2024 году продолжает недавнюю тенденцию к снижению. До 2014 года морской лед в Антарктике немного увеличивался примерно на 1% за десятилетие. После скачка в 2014 году рост льда резко сократился. Ученые работают над тем, чтобы понять причину этого изменения. Повторяющаяся потеря намекает на долгосрочное изменение условий в Южном океане, вероятно, вызванное глобальным изменением климата.
«В то время как изменения морского льда в Арктике были драматичными на протяжении нескольких десятилетий, морской лед Антарктики был относительно стабильным. Но это изменилось», — сказал Уолт Мейер, специалист по морскому льду в NSIDC. «Похоже, что глобальное потепление пришло в Южный океан».
И в Арктике, и в Антарктике потеря льда усугубляет потерю льда. Это связано с тем, что в то время как яркий морской лед отражает большую часть солнечной энергии обратно в космос, открытая океанская вода поглощает 90% ее. Поскольку больше океана подвергается воздействию солнечного света, температура воды повышается, что еще больше замедляет рост морского льда. Этот цикл усиленного потепления называется обратной связью лед-альбедо.
По словам Курца, в целом потеря морского льда приводит к повышению температуры в Арктике, где температура выросла примерно в четыре раза по сравнению со средним мировым показателем.