Горные ледники содержат меньше льда, чем считалось ранее — это проблема будущих запасов воды

Горные ледники являются важными источниками воды почти для четверти населения мира. Но выяснить, сколько льда они содержат, и сколько воды будет доступно по мере того, как ледники сокращаются в условиях потепления — сложно

В новом исследовании ученые нанесли на карту более 200 000 ледников, чтобы приблизиться к ответу. Они обнаружили, что широко используемые оценки объема ледникового льда могут отличаться примерно на 20% с точки зрения того, насколько ледники Земли за пределами Гренландии и антарктических ледяных щитов могут способствовать повышению уровня моря. Мэтью Морлигем, лидер в области моделирования ледяных щитов и соавтор исследования, объясняет, почему новые результаты содержат предупреждение для регионов, которые зависят от сезонного таяния ледников, но едва регистрируются в общей картине повышения уровня моря.

Фото: https://electroverse.net/

Если горные ледники содержат меньше льда, чем считалось ранее, что это значит для людей, которые зависят от ледников как источника воды?

Во всем мире почти 2 миллиарда человек полагаются на горные ледники и снежный покров как на основной источник питьевой воды. Многие также используют ледниковую воду для производства гидроэлектроэнергии или в сельском хозяйстве, особенно в засушливый сезон. Но подавляющее большинство ледников по всему миру теряют больше массы, чем набирают в течение года по мере потепления климата, и они медленно исчезают. Это глубоко повлияет на эти группы населения.

Эти сообщества должны знать, как долго их ледники будут поставлять воду, и чего ожидать, когда ледники исчезнут, чтобы они могли подготовиться. В большинстве мест мы обнаружили значительно меньшие общие объемы льда, чем указывали предыдущие оценки. В тропических Андах, от Венесуэлы до севера Чили, например, мы обнаружили, что ледники содержат примерно на 23% меньше льда, чем считалось ранее. Это означает, что у населения, расположенного ниже по течению, меньше времени, чтобы приспособиться к изменению климата, чем они, возможно, планировали. Даже в Альпах, где ученые провели много прямых измерений толщины льда, мы обнаружили, что ледников может быть на 8% меньше, чем считалось ранее.

Большим исключением являются Гималаи. Мы подсчитали, что в этих отдаленных горах может быть на 37% больше льда, чем предполагалось ранее. Это дает некоторое время сообществам, которые полагаются на эти ледники, но не меняет того факта, что эти ледники тают из-за глобального потепления. Так что политики должны изучить эти новые оценки, чтобы пересмотреть свои планы. В этом исследовании мы не даем новых прогнозов на будущее, но мы даем лучшее описание того, как сегодня выглядят ледники и их запасы воды.

Как эти выводы влияют на оценки будущего повышения уровня моря?

Во-первых, важно понимать, что таяние ледников является лишь одним из факторов повышения уровня моря по мере потепления климата. Около трети сегодняшнего повышения уровня моря связано с тепловым расширением океана — по мере нагревания океана вода расширяется и занимает больше места. Остальные две трети приходится на сокращающиеся горные ледники и ледовые щиты.

Мы обнаружили, что если бы все ледники, за исключением больших ледяных щитов в Гренландии и Антарктиде, полностью растаяли, уровень моря поднялся бы примерно на 25 сантиметров вместо 32,5 сантиметра. Это может показаться небольшой разницей, учитывая размер океана, но вы должны смотреть на вещи в перспективе. Полное разрушение антарктического ледяного щита подняло бы уровень моря почти на 5,8 метра, а ледяного щита Гренландии — на 0,7 метра. 0,75 сантиметра, о которых мы говорим в этом исследовании, не ставят под сомнение текущие прогнозы повышения уровня моря.

Фото: https://4teller.com/

Почему так сложно определить объем льда в ледниках, и что изменилось в вашем исследовании?

Вы можете быть удивлены тем, как много еще неизвестно о некоторых основных характеристиках отдаленных горных ледников. Но спутники изменили наше представление о ледниках с 1970-х годов, и они дают все более четкое представление о местонахождении ледников и площади их поверхности. Однако спутники не могут видеть «сквозь» лед. На самом деле, для 99% мировых ледников не существует прямого измерения толщины льда. Ученые потратили больше времени на картографирование ледяных щитов Гренландии и Антарктиды и местности под ними, и у нас есть гораздо более подробные измерения объема там. НАСА, например, посвятило целую воздушную миссию Operation IceBridge сбору данных о толщине льда в Гренландии и Антарктиде.

Ученые придумали различные методы для определения объема ледников, но неопределенность для удаленных горных ледников была довольно высокой. Мы сделали что-то другое по сравнению с предыдущими исследованиями. Мы использовали спутниковые снимки, чтобы составить карту скорости движения ледников. Ледниковый лед, когда он достаточно толстый, ведет себя как густой сироп. Мы можем измерить, как далеко движется лед, используя два спутниковых изображения, и нанести на карту его скорость, которая варьируется от нескольких футов до примерно 1 мили в год. Картирование смещения более 200 000 ледников было непростой задачей, но в результате был создан набор данных, которого раньше никто не видел.

Мы использовали эту новую информацию о скорости льда и простые принципы деформации льда, чтобы определить толщину льда в каждом пикселе этих спутниковых изображений. Короче говоря, скорость льда, которую мы наблюдаем из космоса, обусловлена ​​скольжением льда по его ложу, а также его внутренней деформацией. Внутренняя деформация зависит от уклона его поверхности и толщины льда, а скользкость его ложа зависит от температуры льда в его основании, наличия или отсутствия жидкой воды и характера отложений или горных пород под ним. Как только мы смогли откалибровать взаимосвязь между скоростью льда и скольжением, мы смогли рассчитать толщину льда.

Чтобы составить карту скорости течения всех этих ледников, мы проанализировали 800 000 пар изображений, собранных спутниками Европейского космического агентства и НАСА. Конечно, как и в случае любого косвенного метода, они не являются идеальными оценками, и они будут улучшаться по мере сбора дополнительных данных. Но мы добились большого прогресса в снижении общей неопределенности.

Автор: Матье Морлигем, профессор наук о Земле, Дартмутский колледж