Глобальная криосфера — все области с замерзшей водой на Земле — сокращалась примерно на 87 000 квадратных километров в год в среднем в период с 1979 по 2016 год в результате изменения климата, согласно новому исследованию. Это первое исследование, в котором проводится глобальная оценка площади поверхности Земли, покрытой морским льдом, снежным покровом и мерзлым грунтом.
Площадь поверхности Земли, покрытой замерзшей водой, так же важен, как и ее масса, потому что яркая белая поверхность эффективно отражает солнечный свет, охлаждая планету. Изменения размера или расположения льда и снега могут изменить температуру воздуха, изменить уровень моря и даже повлиять на океанские течения во всем мире.
Новое исследование опубликовано в журнале AGU Earth’s Future, посвященном междисциплинарным исследованиям прошлого, настоящего и будущего нашей планеты и ее жителей.
«Криосфера — один из наиболее чувствительных климатических индикаторов и первый индикатор, демонстрирующий меняющийся мир», — сказал первый автор работы Сяоцин Пэн из Университета Ланьчжоу.
«Ее изменение в размере представляет собой серьезное глобальное изменение, а не региональную или местную проблему».
Криосфера содержит почти три четверти пресной воды Земли, а в некоторых горных регионах сокращающиеся ледники угрожают источникам питьевой воды. Многие ученые задокументировали сокращение ледяных щитов, уменьшение снежного покрова и потерю арктического морского льда из-за изменения климата. Но ни одно предыдущее исследование не рассматривало всю протяженность криосферы на поверхности Земли и ее реакцию на повышение температуры.
Ученые рассчитали ежедневную протяженность криосферы и усреднили эти значения, чтобы получить годовые оценки. Хотя размеры криосферы увеличиваются и сокращаются в зависимости от сезона, они обнаружили, что средняя площадь в целом сократилась с 1979 года, что коррелирует с повышением температуры воздуха.
Уменьшение в основном произошло в Северном полушарии, с потерей около 102 000 квадратных километров каждый год. Эти потери немного компенсируются ростом в Южном полушарии, где криосфера ежегодно расширяется примерно на 14 000 квадратных километров. Этот рост в основном происходил в морском льду в море Росса вокруг Антарктиды, вероятно, из-за характера ветра и океанских течений и добавления холодной талой воды с антарктических ледниковых щитов.
Оценки показали, что не только глобальная криосфера уменьшается, но и многие регионы остаются «замороженными» на меньшее время. В среднем первый день замерзания сейчас наступает примерно на 3,6 дня позже, чем в 1979 году, а таяние льда происходит примерно на 5,7 дня раньше.
Чтобы составить глобальную оценку размеров криосферы, авторы разделили поверхность планеты на сеточную систему. Они использовали существующие наборы данных о протяженности мирового морского льда, снежном покрове и мерзлой почве, чтобы классифицировать каждую ячейку сетки как часть криосферы, если она содержит хотя бы один из трех компонентов. Затем они оценили размер криосферы на ежедневной, ежемесячной и ежегодной основе и изучили, как она изменилась за 37 лет.
Ученые говорят, что теперь глобальный набор данных можно использовать для дальнейшего изучения воздействия изменения климата на криосферу и того, как эти изменения влияют на экосистемы, углеродный обмен и сроки жизненных циклов растений и животных.
Xiaoqing Peng et al, A Holistic Assessment of 1979–2016 Global Cryospheric Extent, Earth’s Future (2021). DOI: 10.1029/2020EF001969