Климатологи Института географии РАН и Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН разработали методику восстановления данных об изменении площади арктических морских льдов в период до наступления эры спутниковых наблюдений и отсутствия постоянного мониторинга, а также оценили масштаб прошлых изменений.
Непрерывное спутниковое зондирование Земли с 1978 г. позволяет получить данные о концентрации морских льдов за последние несколько десятилетий. До эпохи регулярных спутниковых наблюдений с 1953 г. мониторинг площади льдов проводился с помощью береговых, судовых, самолетных наблюдений, дрейфующих буев. Более ранний период характеризуются значительными пропусками данных о динамике морских льдов в Арктике. По этой причине изменения их площадей с начала ХХ в. до 1950-х гг. в сеточных архивах характеризуются относительно небольшой амплитудой и отсутствием значительных долгопериодных колебаний. В некоторые периоды (например, во время Второй мировой войны) данные просто заменены климатологическими значениями. Такая динамика площади морских арктических льдов в первой половине XX в. не согласуется с сильным потеплением в Арктике в этот период, сравнимым по своим темпам с современным потеплением.
Задача восстановления данных по концентрации морских арктических льдов в период отсутствия достаточного количества прямых наблюдений решается в Институте географии РАН и Институте физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН усилиями климатологов Владимира Семенова и Татьяны Матвеевой (статья «Изменения Арктических морских льдов в первой половине XX века: пространственно-временная реконструкция на основе температурных данных» принята к печати в журнал «Известия РАН. Физика атмосферы и океана»). Для реконструкции ученые используют пространственно-временную связь между температурой воздуха у поверхности суши в северном полушарии и концентрацией морских льдов в Арктике. Выявленная связь применяется для построения регрессионной модели, которая и помогает ученым восстановить сеточный архив полей концентрации морского льда для первой половины XX в.
«Глобальное потепление в последние десятилетия сопровождается быстрым сокращением площади арктических морских льдов, – говорит один из авторов исследования, к.г.н. Татьяна Матвеева. – Чтобы понять возможные причины таких изменений, необходимо представлять масштаб колебаний площади льдов в период, предшествующий значительному росту антропогенных выбросов парниковых газов в атмосфере», – уточняет эксперт.
Данные о температуре у поверхности уже использовались ранее некоторыми исследователями для реконструкции изменений сезонной и среднегодовой пощади морских льдов для всей Арктики или ее отдельных секторов. Однако подготовленный климатологами Института географии РАН и Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН архив восстановленных данных воспроизводит изменения их концентрации намного более реалистично и физически. «Существовавшие ранее оценки не дают информации о пространственной картине изменений концентрации морских льдов, в то время как предложенная нами методика восстановления концентрации морского льда позволяет проследить не только временную, но и пространственную структуру изменений, а также проводить региональные исследования изменений концентрации морских льдов в первой половине XX века», – подчеркивает Татьяна Матвеева.
Выполненная пространственно-временная реконструкция концентрации морских арктических льдов показывает их значительное сокращение в середине ХХ в., которое происходило одновременно с потеплением в Арктике в этот период. «По восстановленным данным эта отрицательная аномалия площади морского льда существенно больше, чем по данным существующих в настоящее время сеточных архивов концентрации морского льда, – говорит Татьяна Матвеева. – Климатические изменения, происходившие в середине XX в., могут являться следствием естественной долгопериодной изменчивости климата, что указывает на возможный существенный вклад такой изменчивости и в современные изменения площади морских льдов в Арктике», – подытоживает специалист.
