Исчезновение морского льда в Арктике

редактировать
Исчезновение морского льда, наблюдаемое в последние десятилетия в Северном Ледовитом океане 2 сентября 2012 г., рекордно низкий минимум, когда-либо наблюдавшийся в спутниковой записи. 2 сентября 2012 г. - двумя неделями позже, рекордно низкий минимум: 3 410 000 квадратных километров (1 320 000 квадратных миль) Файл: Arctic Sea Ice с 1 января 2013 г. по 10 сентября 2016 г.webm Воспроизвести медиа с 1 января 2013 г. по 10 сентября 2016 г., когда морской лед достиг своей годовой минимальной протяженности. Снимки морского льда в Арктике со спутника Каждый год арктический морской лед увеличивается и расширяется зимой. 7 марта 2017 года морской лед в Арктике достиг рекордно низкого максимума. Протяженность морского льда в Арктике по состоянию на 3 февраля 2016 года. В январе площадь морского льда в Арктике была самой низкой за все спутниковые наблюдения. кредит: NSIDC. аномалия протяженности морского льда в Арктике. Файл: Disappearing Ice.webm Воспроизвести медиа В этом видео показано, как количество более старого и более толстого льда изменилось в период с 1984 по 2016 год.

Арктический морской лед упадок произошел в последние десятилетия из-за того, что морской лед в Северном Ледовитом океане тает быстрее, чем повторно замерзает зимой. МГЭИК в своем Четвертом отчете об оценке заявила, что воздействие парниковых газов в основном является причиной уменьшения площади арктического морского льда. Исследование 2007 года показало, что спад был «быстрее, чем прогнозировалось» моделированием. Исследование 2011 года показало, что это можно согласовать за счет внутренней изменчивости, усиливающей сокращение морского льда, вызванного парниковыми газами, за последние несколько десятилетий. В исследовании 2012 года с новым набором моделей также прогнозировались скорости отступления, которые были несколько меньше, чем фактически наблюдаемые.

В Пятом оценочном отчете МГЭИК был сделан вывод с высокой уверенностью, что морской лед будет продолжает уменьшаться, и что имеются убедительные доказательства тенденции к снижению площади летнего морского льда в Арктике с 1979 года. Было установлено, что в этом регионе самая теплая погода, по крайней мере, за 4000 лет, а сезон таяния льда в Арктике увеличился. со скоростью пять дней в десятилетие (с 1979 по 2013 год) с преобладанием более позднего осеннего ледостава. Изменения морского льда были идентифицированы как механизм усиления полярности.

В сентябре 2020 года Национальный центр данных по снегу и льду США сообщил, что в 2020 году морской лед Арктики растаял до площади 3,74 миллиона км², вторая по величине площадь с момента начала регистрации в 1979 году.

Содержание
  • 1 Определения
    • 1.1 Морской лед и обратная связь климата
  • 2 Наблюдение
    • 2.1 Спутниковая эра
  • 3 Лед- свободное лето
  • 4 Переломный момент
  • 5 Последствия
    • 5.1 Усиленное потепление в Арктике
    • 5.2 Разрушение полярного вихря
    • 5.3 Химия атмосферы
    • 5.4 Атмосферный режим
    • 5.5 Растительный и животный мир
    • 5.6 Доставка
    • 5.7 Воздействие человека
  • 6 См. Также
  • 7 Ссылки
  • 8 Внешние ссылки
    • 8.1 Карты
    • 8.2 Видео
Определения

Арктика Океан - это масса воды, расположенная примерно над 65 ° северной широты. Arctic Sea Ice относится к области Северного Ледовитого океана, покрытой льдом. Минимум арктического морского льда - это день в данном году, когда арктический морской лед достигает своей наименьшей протяженности, что происходит в конце летнего сезона таяния, обычно в сентябре. Максимум арктического морского льда - это день в году, когда арктический морской лед достигает своей наибольшей протяженности ближе к концу холодного сезона в Арктике, обычно в марте. Типичная визуализация данных для арктического морского льда включает среднемесячные измерения или графики годового минимума или максимума, как показано на соседних изображениях.

Протяженность морского льда является альтернативным измерением и обычно определяется как площадь, покрытая не менее 15% морского льда. Этот показатель используется для устранения неопределенности в различении воды открытого моря от талой воды на поверхности твердого льда, которую сложно различить методами спутникового обнаружения. Это в первую очередь проблема в летние месяцы.

Морской лед и обратная связь с климатом

Морской лед в Арктике поддерживает прохладную температуру полярных регионов и оказывает важное альбедо влияние на климат. Летом лед в Арктике тает, и океан поглощает все больше солнечного света. Быстрая скорость таяния морского льда приводит к тому, что океаны поглощают и нагревают Арктику. Уменьшение площади морского льда действительно может ускорить глобальное потепление и изменение климата.

Наблюдение
Файл: Годовой минимум арктического морского льда за 1979-2015 гг. С Area Graph.webm Воспроизвести медиа Анимация годового минимума морского льда в Арктике с наложением графика, показывающего площадь минимума морского льда в миллионах квадратных километров.

Статья в Popular Mechanics, опубликованный в марте 1912 года, описал открытые воды в арктических регионах в 1911 году, году с исключительно высокими температурами, превышающими средние.

Спутниковая эра

Визуализация протяженности морского льда в 2018 году.

Наблюдения со спутников показывают, что площадь, протяженность и объем арктического морского льда сокращаются в течение нескольких десятилетий. Где-то в 21 веке морской лед может фактически прекратить свое существование летом. Протяженность морского льда определяется как площадь с ледяным покровом не менее 15%. Количество многолетнего морского льда в Арктике значительно сократилось за последние десятилетия. В 1988 году лед возрастом не менее 4 лет составлял 26% морского льда Арктики. К 2013 году лед такого возраста составлял лишь 7% всего морского льда в Арктике.

Ученые недавно измерили шестнадцатифутовую (пятиметровую) высоту волны во время шторма в Бофорте. Море с середины августа до конца октября 2012 года. Это новое явление для региона, поскольку постоянный морской ледяной покров обычно предотвращает образование волн. Волны разрушают морской лед и, таким образом, могут стать механизмом обратной связи, приводящим к сокращению морского льда.

В январе 2016 года спутниковые данные показали самую низкую общую площадь арктического морского льда за любой январь с момента начала рекордов в 1979 году. Боб Хенсон из Wunderground заметил:

Вместе с скудным ледяным покровом, температуры по всей Арктике были чрезвычайно теплыми для середины зимы. Незадолго до Нового года порция мягкого воздуха подняла температуру выше нуля до отметки в 200 миль от Северного полюса. Этот теплый импульс быстро рассеялся, но за ним последовала серия интенсивных североатлантических циклонов, которые направили очень мягкий воздух к полюсу в тандеме с резко отрицательным арктическим колебанием в течение первых трех недель месяца.

Замечательный фазовый переход арктических колебаний в январе 2016 года был вызван быстрым потеплением тропосферы в Арктике, закономерностью, которая, по-видимому, усилилась, превзойдя так называемое внезапное потепление стратосферы. Предыдущий рекорд самой низкой площади Северного Ледовитого океана, покрытого льдом в 2012 году, составлял 1,31 миллиона квадратных миль (3,387 миллиона квадратных километров). Это заменило предыдущий рекорд, установленный 18 сентября 2007 года в 1,61 миллиона квадратных миль (4,16 миллиона квадратных километров). Минимальная протяженность на 18 сентября 2019 года составляла 1,60 миллиона квадратных миль (4,153 миллиона квадратных километров)

Исследование толщины морского льда в 2018 году показало уменьшение на 66% или 2,0 м за последние шесть десятилетий и сдвиг. от постоянного льда до в основном сезонного ледяного покрова.

Лето без льда
Темная поверхность океана отражает только 6 процентов приходящей солнечной радиации; вместо этого морской лед отражает от 50 до 70 процентов. По мере таяния льда жидкая вода собирается в углублениях на поверхности и углубляет их, образуя эти талые пруды в Арктике. Эти пресноводные водоемы отделены от соленого моря внизу и вокруг него, пока разломы льда не сольют их.

Часто определяют «свободный ото льда» Северный Ледовитый океан, иногда называемый «событием голубого океана». как «имеющий менее 1 миллиона квадратных километров морского льда», потому что очень трудно растопить толстый лед вокруг Канадского Арктического архипелага. В ДО5 МГЭИК «почти свободные ото льда условия» определяются как протяженность морского льда менее 10 км в течение как минимум пяти лет подряд.

Многие ученые пытались оценить, когда Арктика станет «свободной ото льда». Среди этих ученых - профессор Питер Вадхамс из Кембриджского университета; Вадхамс в 2014 году предсказал, что к 2020 году «летний морской лед исчезнет», Вадхамс и несколько других отметили, что прогнозы климатических моделей были слишком консервативными в отношении уменьшения морского льда. В документе 2013 года было высказано предположение, что модели обычно недооценивают характеристики поглощения солнечного излучения сажей лесных пожаров. В 2007 году профессор Веслав Масловски из Военно-морской аспирантуры в Калифорнии предсказал удаление летнего льда к 2013 году; впоследствии, в 2013 году, Масловский предсказал 2016 ± 3 года. В статье 2006 года предсказывалось, что «к 2040 году сентябрьские условия станут практически безледными». Оверленд и Ван (2013) исследовали три различных способа прогнозирования будущего уровня морского льда. В ДО5 МГЭИК (по крайней мере для одного сценария) предполагается, что свободное ото льда лето может произойти примерно в 2050 году. Третья Национальная оценка климата (NCA) США, опубликованная 6 мая 2014 г., сообщает, что Арктика Ожидается, что до середины века океан будет свободен ото льда летом. Модели, которые лучше всего соответствуют историческим тенденциям, прогнозируют, что к 2030-м годам Арктика станет практически свободной ото льда летом. Однако эти модели, как правило, недооценивают скорость потери морского льда с 2007 года. Основываясь на результатах нескольких различных моделей, Оверленд и Ван (2013) установили ранний предел для летней Арктики, свободной от морского льда, около 2040 года. Профессор Джеймс Андерсон из Гарвардский университет предполагает, что арктический лед исчезнет к началу 2020-х годов. «Вероятность того, что в Арктике останется какой-либо постоянный лед после 2022 года, практически равна нулю», - сказал он в июне 2019 года.

Среднемесячные значения с 1979 по 2017 годы. Источник данных через Центр полярных исследований (Университет г. Вашингтон ).

Потепление арктических температур оказывает мощное воздействие на уменьшение площади морского льда.

.

Переломный момент

Были споры о том, пройдет ли Северный Ледовитый океан «переломный момент », определяется как порог для резкого и необратимого изменения по мере уменьшения ледяного покрова. Хотя некоторые более ранние исследования подтверждали наличие переломного момента, в ДО5 МГЭИК сделан вывод о том, что существует мало доказательств для такого переломного момента, основываясь на более поздних исследованиях, согласно которым использовали глобальные климатические модели и модели морского льда низкого порядка. Однако исследование 2013 года выявило резкий переход к повышенной сезонной изменчивости ледяного покрова в 2007 году, которая сохранялась и в последующие годы, что исследователи сочли не- бифуркацией ' переломный момент ', с n o последствия необратимых изменений. В отчете IPCC AR5 WGII ​​со средней степенью уверенности говорится, что точные уровни изменения климата, достаточные для того, чтобы вызвать переломный момент, остаются неопределенными, но что риск, связанный с пересечением нескольких переломных точек, увеличивается с повышением температуры.

Последствия
Карта иллюстрация различных маршрутов судоходства в Арктике

Усиленное потепление в Арктике

Темная открытая вода, оставшаяся после таяния морского льда, поглощает гораздо больше тепла, чем покрытая льдом вода, что приводит к физическим последствиям, включая альбедо льда обратная связь или повышение температуры поверхности моря, которое увеличивает теплосодержание океана. Это также увеличивает давление и снижает скорость ветра. Эти эффекты обратной связи сильнее в нижних слоях атмосферы. Как пишет Питер Вадхамс, полярный исследователь, «как только летний лед уступает место открытой воде, альбедо... падает с 0,6 до 0,1, что еще больше ускорит потепление Арктики и всей планеты». По словам климатолога из Университета Рутгерса Дженнифер Фрэнсис, Арктика нагревается примерно в два раза быстрее, чем в среднем в мире. Экономические последствия безледного лета и сокращения объемов арктического льда включают в себя большее количество рейсов по судоходным путям Северного Ледовитого океана в течение года. Это число выросло с 0 в 1979 г. до 400–500 вдоль Берингова пролива и>40 вдоль Северного морского пути в 2013 г. Наблюдается усиление потепления в Арктике, которое сильнее в нижних В атмосферных областях из-за процесса расширения более теплый воздух увеличивает уровни давления, что уменьшает градиенты высоты геопотенциального полюса. Эти градиенты являются причиной возникновения ветров с запада на восток из-за взаимосвязи теплового ветра, снижение скорости обычно наблюдается к югу от областей с повышением геопотенциала. Эта взаимосвязь была документально подтверждена данными наблюдений и модельной реакцией на потерю морского льда в соответствии со статьей Wiley Periodicals за 2017 год «Усиленное потепление в Арктике и погода в средних широтах: новые взгляды на возникающие связи».

Разрушение полярного вихря

полярный вихрь - это вихрь особенно холодного, плотного воздуха, образующийся около полюсов, который сдерживается струйным потоком, поясом быстро текущих ветров, который служит границей между холодным полярным воздухом и более теплым воздухом других полушарий. Поскольку мощность полярного вихря и реактивного течения частично обусловлена ​​температурным контрастом между холодным полярным воздухом и более теплым тропическим воздухом, существует риск того, что она сильно уменьшится, поскольку этот контраст размывается эффектами таяния морского льда. Согласно Журналу атмосферных наук, «в двадцать первом веке [произошло] значительное изменение среднего состояния вихря, в результате чего вихрь стал более слабым и более возмущенным». По мере того, как вихрь становится слабее, он с большей вероятностью позволит холодному арктическому воздуху выйти за пределы струйного потока и перетечь в другие полушария. Это нарушение уже начало влиять на глобальные температуры. В исследовании 2017 года, проведенном климатологом доктором Джудой Коэном и несколькими его сотрудниками, Коэн написал, что «[смещение] состояний полярного вихря может объяснить большинство недавних тенденций зимнего похолодания над средними широтами Евразии».

Химический состав атмосферы

Трещины в морском льду могут подвергать пищевую цепочку воздействию большего количества атмосферной ртути.

Исследование 2015 года пришло к выводу, что сокращение морского льда в Арктике ускоряет выбросы метана из Арктическая тундра. Один из исследователей отметил: «Ожидается, что с дальнейшим сокращением морского льда температура в Арктике продолжит повышаться, как и выбросы метана из северных водно-болотных угодий».

Атмосфера режим

Файл: Влияние арктического морского льда на европейское лето pre.ogv Воспроизвести медиа Влияние морского льда в Арктике на летние осадки в Европе.

Была предложена связь между сокращением морского льда в Баренцево-Карском море и экстремальными зимними холодами над северными континентами. Моделирование показывает, что уменьшение количества арктического морского льда могло быть одной из причин недавнего влажного лета над северной Европой из-за ослабления струйного течения, которое ныряет дальше на юг. Экстремальная летняя погода в северных средних широтах связана с исчезновением криосферы. Факты свидетельствуют о том, что продолжающаяся потеря арктического морского льда и снежного покрова может повлиять на погоду в более низких широтах. Были выявлены корреляции между изменениями криосферы в высоких широтах, ветрами в полушарии и экстремальными погодными явлениями в средних широтах для Северного полушария. Исследование, проведенное в 2004 году, связывало исчезновение морского льда с сокращением доступной воды на западе Америки.

Основываясь на эффектах усиления (потепления) в Арктике и потери льда, исследование 2015 года пришло к выводу, что сильно усиленные струи - За последние два десятилетия модели потоков встречаются чаще, и эти модели не могут быть привязаны к определенным сезонам. Кроме того, было обнаружено, что эти модели струйного течения часто приводят к устойчивым погодным условиям, которые приводят к экстремальным погодным явлениям. Следовательно, продолжающиеся выбросы тепла способствуют более частому формированию экстремальных явлений, вызванных продолжительными погодными условиями.

В 2018 году климатолог Майкл Э. Манн объяснил, что западный антарктический ледяной щит может потерять вдвое больше к концу столетия, как считалось ранее, будет много льда, что также удвоит прогнозируемое повышение уровня моря с трех футов до более шести футов.

Файл: Среднее сравнение арктического морского льда за сентябрь 1979 г. и 2013.ogv Воспроизвести медиа Эта анимация показывает разницу в площади, объеме и глубине среднего сентябрьского арктического морского льда в период с 1979 по 2013 год.

Растительный и животный мир

Сокращение морского льда было связано с сокращением бореальных лесов в Северной Америке и, как предполагается, завершится усиление режима лесных пожаров в этом регионе. Годовая чистая первичная продукция восточной части Берингова моря увеличилась на 40–50% за счет цветения фитопланктона в теплые годы раннего отступления морского льда.

Белые медведи обращаются к альтернативным источникам пищи, потому что арктический морской лед тает раньше и замерзает позже каждый год. В результате у них остается меньше времени на охоту на свою исторически предпочитаемую добычу - детенышей тюленей, и они должны проводить больше времени на суше и охотиться на других животных. В результате диета менее питательна, что приводит к уменьшению размеров тела и воспроизводства, что указывает на сокращение популяции белых медведей. Арктическое убежище - это место, где в основном обитают белые медведи, а тающий арктический морской лед вызывает исчезновение видов. В национальной заповедной зоне арктического убежища обитает всего около 900 медведей.

Судоходство

Таяние арктических морских льдов, вероятно, увеличит движение судов через Северный Ледовитый океан. Раннее исследование, проведенное Джеймсом Хансеном и его коллегами в 1981 году, показало, что потепление на 5-10 ° C, которое они ожидали как диапазон изменения арктической температуры, соответствующий удвоению концентрации CO. 2, может открыть Северо-Западный проход. В исследовании 2016 года делается вывод о том, что потепление в Арктике и сокращение морского льда приведет к «заметным сдвигам в торговых потоках между Азией и Европой, отклонению торговых потоков внутри Европы, интенсивному судоходству в Арктике и значительному сокращению судоходства по Суэцу. Прогнозируемые сдвиги в торговле также подразумевают существенное давление на арктическую экосистему, уже находящуюся под угрозой ». В августе 2017 года первое судно прошло Северный морской путь без использования ледоколов. Также в 2017 году финский ледокол MSV Nordica установил рекорд по самому раннему пересечению Северо-Западного прохода. Согласно New York Times, это предвещает увеличение объемов судоходства через Арктику, поскольку морской лед тает и упрощает судоходство. В отчете Копенгагенской бизнес-школы за 2016 год установлено, что крупномасштабное трансарктическое судоходство станет экономически целесообразным к 2040 году.

Антропогенное воздействие

Сокращение арктического морского льда предоставит людям доступ к ранее удаленным прибрежным районам. зоны. В результате это приведет к нежелательному воздействию на наземные экосистемы и подвергнет риску морские виды.

См. Также
Ссылки
Внешние ссылки

Карты

Видео

Последняя правка сделана 2021-06-12 01:11:38
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте