แผ่นน้ำแข็งของกรีนแลนด์กำลังเติบโต

แผนที่ของกรีนแลนด์ที่มีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ เครดิตรูปภาพ: ESA คลิกเพื่อดูภาพขยาย
นักวิจัยได้ใช้ประโยชน์จากข้อมูลมูลค่ากว่าทศวรรษจากเครื่องวัดความสูงด้วยเรดาร์บนดาวเทียม ERS ของ ESA เพื่อสร้างภาพที่มีรายละเอียดมากที่สุด แต่การเปลี่ยนแปลงความหนาในแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์

ทีมที่นำโดยนอร์เวย์ใช้ข้อมูล ERS ในการวัดการเปลี่ยนแปลงระดับความสูงในแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์ระหว่างปี 1992 ถึง 2003 พบการเติบโตล่าสุดในส่วนภายในประมาณปีละ 6 เซนติเมตรในระหว่างการศึกษา งานวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์โดยนิตยสารวิทยาศาสตร์ในเดือนพฤศจิกายนโดยตีพิมพ์ใน Science Express ออนไลน์ในวันที่ 20 ตุลาคม

เครื่องวัดระยะสูงของ ERS ทำงานโดยส่งคลื่นเรดาร์ 1800 ดวงแยกกันลงสู่โลกต่อวินาทีจากนั้นบันทึกว่าเสียงสะท้อนของพวกเขาใช้เวลานานแค่ไหนในการเด้งกลับ 800 กิโลเมตรไปยังแพลตฟอร์มดาวเทียม เซ็นเซอร์จะส่งพัลส์ไปที่ใต้เสี้ยววินาทีเพื่อคำนวณระยะทางสู่ดาวเคราะห์ด้านล่างเพื่อความแม่นยำสูงสุดที่สองเซนติเมตร

อีเอสเอมีเครื่องวัดความสูงเรดาร์ทำงานอย่างน้อยหนึ่งดวงในวงโคจรขั้วโลกตั้งแต่เดือนกรกฎาคม 1991 เมื่อเปิดตัว ERS-1 ยานอวกาศ Earth Observation แห่งแรกของ ESA ได้เข้าร่วมโดย ERS-2 ในเดือนเมษายน 2538 จากนั้นเป็นดาวเทียม Envisat สิบเครื่องในเดือนมีนาคม 2545

ผลที่ได้คือชุดข้อมูลระยะยาวที่มีคุณค่าทางวิทยาศาสตร์ซึ่งครอบคลุมมหาสมุทรและที่ดินของโลกรวมถึงทุ่งน้ำแข็งซึ่งสามารถใช้เพื่อลดความไม่แน่นอนเกี่ยวกับว่าแผ่นน้ำแข็งบนพื้นโลกกำลังเติบโตหรือหดตัวตามความกังวลที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับผลกระทบของภาวะโลกร้อน

แผ่นน้ำแข็งที่ครอบคลุมเกาะกรีนแลนด์ที่ใหญ่ที่สุดในโลกมีพื้นที่ 1 833 900 ตารางกิโลเมตรและความหนาเฉลี่ย 2.3 กิโลเมตร มันเป็นความเข้มข้นที่ใหญ่เป็นอันดับสองของน้ำจืดแช่แข็งบนโลกและถ้ามันจะละลายระดับน้ำทะเลทั่วโลกอย่างสมบูรณ์จะเพิ่มขึ้นถึงเจ็ดเมตร

การไหลบ่าของน้ำจืดเข้าสู่มหาสมุทรแอตแลนติกตอนเหนือจากการเพิ่มขึ้นของการละลายจากแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์อาจทำให้กระแสน้ำในอ่าวลดลงซึ่งส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อสภาพภูมิอากาศของยุโรปเหนือและโลกกว้าง

ความพยายามในการวัดการเปลี่ยนแปลงในแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์โดยใช้การสำรวจภาคสนามเครื่องบินและดาวเทียมได้พัฒนาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา แต่ยังไม่มีการประเมินฉันทามติของความสมดุลมวลรวมของแผ่นน้ำแข็ง อย่างไรก็ตามมีหลักฐานของการละลายและการทำให้ผอมบางในพื้นที่ชายขอบของชายฝั่งในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเช่นเดียวกับสิ่งบ่งชี้ว่าธารน้ำแข็งขนาดใหญ่ที่กรีนแลนด์เต้าเสียบสามารถพุ่งทะยานขึ้นมาได้

การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในพื้นที่ภายในของแผ่นน้ำแข็งนั้นมีน้อยมาก ดังนั้นทีมนักวิทยาศาสตร์ระหว่างประเทศ - จากศูนย์ตรวจวัดสภาพแวดล้อมทางไกลและระยะไกลของนอร์เวย์ (NERSC), ศูนย์ Mohn-Sverdrup สำหรับการศึกษามหาสมุทรทั่วโลกและสมุทรศาสตร์เชิงปฏิบัติการและศูนย์ Bjerknes เพื่อการวิจัยสภาพภูมิอากาศ, ศูนย์วิจัยสิ่งแวดล้อมและรีโมทสำรวจของรัสเซีย 'ศูนย์วิจัยวิเคราะห์ระบบสิ่งแวดล้อม - ถูกบังคับให้ได้มาและวิเคราะห์ชุดข้อมูลต่อเนื่องที่ยาวที่สุดของการสำรวจเครื่องวัดความสูงด้วยดาวเทียมของระดับความสูงของแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์

ด้วยการรวมจุดข้อมูลหลายสิบล้านจาก ERS-1 และ ERS-2 ทีมงานได้กำหนดรูปแบบเชิงพื้นที่ของการเปลี่ยนแปลงระดับพื้นผิวและการเปลี่ยนแปลงในช่วง 11 ปี

ผลที่ได้คือภาพรวมโดยเพิ่มขึ้นสุทธิ 6.4 เซนติเมตรต่อปีในพื้นที่ภายในสูงกว่า 1,500 เมตร ต่ำกว่าระดับความสูงนั้นอัตราการเปลี่ยนระดับความสูงนั้นอยู่ที่ลบ 2.0 ซม. ต่อปีการจับคู่แบบกว้างรายงานว่าบางลงในระยะขอบของแผ่นน้ำแข็ง แนวโน้มต่ำกว่า 1,500 เมตร แต่ไม่รวมถึงพื้นที่ชายขอบลาดชันซึ่งข้อมูลเครื่องวัดระยะสูงปัจจุบันไม่สามารถใช้งานได้

การเพิ่มขึ้นเฉลี่ยเชิงพื้นที่คือ 5.4 ซม. ต่อปีในพื้นที่ศึกษาเมื่อแก้ไขเพื่อยกระดับหลังยุคน้ำแข็งของพื้นหินใต้แผ่นน้ำแข็ง ผลลัพธ์เหล่านี้น่าทึ่งเพราะตรงกันข้ามกับการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ก่อนหน้าของความสมดุลในน้ำแข็งสูงของกรีนแลนด์

ทีมนำโดยศาสตราจารย์ Ola M. Johannessen จาก NERSC ให้เหตุผลว่าการเติบโตภายในของแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์เพื่อเพิ่มปริมาณหิมะที่เชื่อมโยงกับความแปรปรวนในการไหลเวียนของอากาศในภูมิภาคที่รู้จักกันในชื่อ North Atlantic Oscillation (NAO) ค้นพบครั้งแรกในปี ค.ศ. 1920 หนาวจัดทำในลักษณะที่คล้ายกับปรากฏการณ์เอลนีโญในมหาสมุทรแปซิฟิกทำให้เกิดความผันผวนของสภาพภูมิอากาศทั่วแอตแลนติกเหนือและยุโรป

เมื่อเปรียบเทียบข้อมูลของพวกเขากับดัชนีของ NAO นักวิจัยได้สร้างความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างการเปลี่ยนแปลงระดับความสูงของแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์และระยะที่เป็นบวกและเชิงลบของหนาวในช่วงฤดูหนาวซึ่งส่วนใหญ่ควบคุมอุณหภูมิและรูปแบบการเร่งรัดเหนือกรีนแลนด์

ศาสตราจารย์โจฮันเนสเซ็นแสดงความคิดเห็น:“ ความสัมพันธ์เชิงลบที่แข็งแกร่งระหว่างการเปลี่ยนแปลงระดับความสูงของฤดูหนาวกับดัชนี NAO แสดงให้เห็นถึงบทบาทที่ประเมินค่าไม่ได้ของฤดูหนาวและ NAO สำหรับการเปลี่ยนแปลงระดับความสูง - สัญลักษณ์ตัวแทนในกรีนแลนด์

เขาเตือนว่าการเติบโตล่าสุดที่พบโดยการสำรวจความสูงของเรดาร์ไม่จำเป็นต้องสะท้อนแนวโน้มระยะยาวหรืออนาคต ด้วยความแปรปรวนตามธรรมชาติในวงจรสภาพภูมิอากาศละติจูดสูงซึ่งรวมถึง NAO ที่มีขนาดใหญ่มากแม้แต่ชุดข้อมูลที่ยาว 11 ปีก็ยังสั้น

“ มีความจำเป็นที่ต้องมีการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องโดยใช้เครื่องวัดระยะสูงจากดาวเทียมใหม่และการสังเกตอื่น ๆ พร้อมกับแบบจำลองตัวเลขเพื่อคำนวณงบประมาณมวลชนกรีนแลนด์แผ่นน้ำแข็ง” Johannessen กล่าวเสริม

การศึกษาแบบจำลองของความสมดุลมวลแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์ภายใต้ภาวะโลกร้อนแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิเพิ่มขึ้นถึงประมาณ3ºCนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงสมดุลมวลบวกที่ระดับสูง - เนื่องจากการสะสมหิมะ - และเชิงลบที่ระดับต่ำ - เนื่องจากหิมะละลายเกินการสะสม

โมเดลดังกล่าวเห็นด้วยกับผลการสังเกตการณ์ใหม่ อย่างไรก็ตามหลังจากถึงขีด จำกัด ดังกล่าวแล้วอาจเกิดขึ้นได้ในอีกร้อยปีข้างหน้าการสูญเสียจากการหลอมจะเกินจากการสะสมของปริมาณหิมะที่เพิ่มขึ้นจากนั้นจะละลายแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์

กระดาษที่ตีพิมพ์ในวิทยาศาสตร์ในเดือนมิถุนายนปีนี้รายละเอียดผลลัพธ์ของการวิเคราะห์ที่คล้ายกันของแผ่นน้ำแข็งขั้วโลกใต้ตามข้อมูลเครื่องวัดระยะสูงเรดาร์ ERS ดำเนินการโดยทีมนำโดยศาสตราจารย์ Curt Davis จากมหาวิทยาลัยมิสซูรีโคลัมเบีย

ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่ามีความหนาในแอนตาร์กติกาตะวันออกที่ 1.8 เซนติเมตรต่อปี แต่ผอมบางในส่วนของทวีปแอนตาร์กติกาตะวันตก ไม่มีข้อมูลสำหรับคาบสมุทรแอนตาร์คติคจำนวนมากเนื่องจากบางช่วงน้ำแข็งเนื่องจากสภาพอากาศในภูมิภาคร้อนขึ้นอีกครั้งเนื่องจากข้อ จำกัด ในการทำงานของเครื่องวัดระยะสูงเรดาร์ในปัจจุบัน

ภารกิจ CryoSat ของ ESA หายไประหว่างการเปิดตัวในวันที่ 8 ตุลาคมถือเครื่องวัดความสูงเรดาร์เครื่องแรกของโลกที่สร้างขึ้นเพื่อใช้กับทั้งบนบกและในทะเล ในบริบทของแผ่นน้ำแข็งบนพื้นดิน CryoSat จะสามารถรับข้อมูลผ่านระยะขอบน้ำแข็งที่ลาดชันซึ่งยังคงมองไม่เห็นต่อเครื่องมือวัดเรดาร์ปัจจุบันซึ่งเป็นภูมิภาคที่มีการสูญเสียมากที่สุด

ขณะนี้ความพยายามกำลังดำเนินการเพื่อตรวจสอบความเป็นไปได้ของการสร้างและบิน CryoSat-2 โดยจะมีการตัดสินใจในช่วงปลายปี ในระหว่างนี้การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่มีค่าของการเปลี่ยนแปลงแผ่นน้ำแข็งที่จัดตั้งขึ้นโดย ERS และ Envisat จะยังคงมีอยู่ต่อไป

แหล่งที่มาดั้งเดิม: ข่าว ESA