Menghilang sinyal es arktik sinyal yang mengkhawatirkan pergeseran iklim

Es laut Arktik mengalami perubahan besar, dengan es yang lebih tua dan kasar berkurang dan lebih muda, es yang lebih halus menjadi lebih umum, mempengaruhi ekosistem dan dinamika es dengan cara yang tidak terduga.

Di Kutub Utara, pencairan es multiyear lama secara signifikan mengurangi frekuensi dan ukuran punggung tekanan. Punggungan ini, terbentuk ketika es melayang bertabrakan dan ditumpuk, adalah fitur yang menentukan es laut Arktik. Sementara mereka menghadirkan tantangan untuk pengiriman, mereka juga penting bagi ekosistem kawasan. Dalam studi yang baru diterbitkan di Perubahan Iklim Alampara peneliti dari Alfred Wegener Institute memeriksa tren ini menggunakan data pengamatan yang dikumpulkan lebih dari 30 tahun survei udara.

Perubahan Arktik

Data satelit yang dikumpulkan selama 30 tahun terakhir menyoroti perubahan dramatis dalam es laut Arktik yang disebabkan oleh perubahan iklim. Cakupan es musim panas terus menyusut, es yang lebih tipis, dan gerakan mereka semakin cepat. Namun, sampai saat ini, tidak jelas bagaimana perubahan ini telah mempengaruhi punggung tekanan, karena pemantauan yang dapat diandalkan dari fitur -fitur ini dari luar angkasa hanya menjadi mungkin dalam beberapa tahun terakhir.

Sifat dan dampak tekanan punggung

Tekanan punggungan terbentuk ketika kekuatan lateral, seperti angin atau arus laut, mendorong es melayang bersama, menumpuknya ke punggung bukit yang bisa setebal meter. Bagian punggung bukit yang naik di atas air, yang dikenal sebagai layar, biasanya berukuran satu hingga dua meter. Di bawah garis air, lunas bahkan lebih mencolok, memanjang sedalam 30 meter dan menciptakan hambatan yang hampir mustahil bagi kapal untuk dinavigasi.

Punggungan ini memainkan peran penting dalam lingkungan Kutub Utara. Mereka mempengaruhi energi dan keseimbangan massa es laut dan berdampak pada siklus biogeokimia dan ekosistem lokal. Ketika Sails Ridge menangkap angin, mereka dapat mendorong es melayang melintasi Kutub Utara. Untuk beruang kutub, punggungan tekanan menawarkan tempat berlindung penting untuk anak musim dingin dan melahirkan anak. Selain itu, formasi ini memberikan habitat dan perlindungan bagi organisme terkait ICE di berbagai tingkat trofik. Mereka juga meningkatkan ketersediaan nutrisi dengan mempromosikan pencampuran air turbulen di bawah es.

Penemuan penelitian terbaru

Sebuah tim peneliti dari Alfred Wegener Institute, Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI), kini telah melakukan ulang dan menganalisis bacaan berbasis laser yang dikumpulkan dalam 30 tahun penerbangan penelitian di atas es Kutub Utara. Penerbangan survei, yang menempuh jarak total sekitar 76.000 kilometer, menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa frekuensi penunggang tekanan di utara Greenland dan dalam Strait Fram menurun sebesar 12,2%, dan tinggi badannya sebesar 5%, per dekade. Data dari laut Lincoln, area di mana es yang sangat tua diketahui menumpuk, melukiskan gambaran yang sama: di sini, frekuensinya menurun sebesar 14,9% dan ketinggian sebesar 10,4% per dekade.

Temuan mengejutkan tentang Dinamika Ridge

“Sampai sekarang, masih belum jelas bagaimana punggung tekanan berubah,” kata Dr. Thomas Krumpen, seorang ahli es laut di AWI dan penulis utama penelitian. “Semakin banyak Kutub Utara terdiri dari es yang meleleh di musim panas dan tidak lebih dari setahun. Es muda yang tipis ini dapat lebih mudah dideformasi dan lebih cepat membentuk punggung tekanan baru. Jadi Anda mungkin mengharapkan frekuensinya meningkat. Fakta bahwa punggungan tekanan tetap menurun adalah karena peleburan dramatis floes yang lebih tua. Es yang telah bertahan beberapa musim panas ditandai dengan sejumlah besar punggung tekanan, karena telah mengalami tekanan tinggi selama jangka waktu yang lebih lama. Hilangnya es multiyear ini sangat parah sehingga kami mengamati penurunan keseluruhan dalam frekuensi punggung tekanan, meskipun es muda yang tipis lebih mudah untuk cacat. ”

Untuk menarik kesimpulan tentang perubahan Arktik di seluruh, para peneliti menggabungkan semua data pengamatan untuk mengembangkan metrik. Kemudian, dengan bantuan data satelit, mereka menerapkannya pada Kutub Utara secara keseluruhan: “Kita cenderung melihat penurunan terbesar dalam punggung tekanan di tempat -tempat di mana usia es telah berkurang sebagian besar,” merangkum Prof Christian Haas, kepala laut -Ice Physics di AWI. “Perubahan besar dapat dilihat di Laut Beaufort, tetapi juga di Kutub Utara. Kedua wilayah sekarang sebagian bebas es di musim panas, meskipun mereka pernah didominasi oleh ICE yang berusia setidaknya lima tahun. ”

Kemajuan dalam metodologi penelitian

Untuk penelitian ini, punggung tekanan individu dan ketinggiannya diukur dan dianalisis secara tepat selama penerbangan survei. Ini dimungkinkan berkat penerbangan tingkat rendah (kurang dari 100 meter di atas permukaan) dan tingkat pemindaian tinggi sensor laser, yang memungkinkan model medan dibuat.

AWI memulai penerbangan ilmiah di atas es laut pada awal 1990 -an, diluncurkan dari Svalbard. Saat itu, Institut mengandalkan dua Dornier Do228s, Polar 2 dan Polar 4; Sejak itu mereka telah digantikan oleh dua Basler BT-67s, Polar 5 dan Polar 6. Khusus yang dilengkapi untuk penerbangan dalam kondisi ekstrem yang ditemukan di daerah kutub, mereka dapat dilengkapi dengan berbagai sensor. Dengan menggunakan pesawat ini, para peneliti mensurvei es di utara Greenland, Svalbard, dan Kanada dua kali setahun. Tapi helikopter Icebreaker Polarstern onboard juga merupakan bagian dari program pemantauan.

Implikasi untuk ekosistem Arktik

Untuk memperkirakan efek langsung dari perubahan yang diamati pada ekosistem Arktik, model perlu dikembangkan yang dapat mencerminkan proses fisik dan biologis dalam es laut dari berbagai usia. Meskipun kita tahu bahwa punggungan tekanan adalah rumah bagi berbagai organisme, kita masih tidak memiliki pemahaman yang lebih dalam tentang peran usia punggung tekanan. Namun aspek ini sangat penting, karena persentase punggung bukit yang tidak selamat dari musim panas pertama mereka sedang meningkat. Teka -teki lain: Meskipun ukuran dan frekuensi layar punggungan telah menurun, kecepatan drift es Arktik umumnya meningkat.

Sebagai ahli fisika Awi Sea-Ice Dr. Luisa von Albedyll, yang berkontribusi pada penelitian ini, menjelaskan: “Sebenarnya, es harus melayang lebih lambat ketika layar menyusut, karena ada lebih sedikit area untuk transfer momentum. Ini menunjukkan bahwa ada perubahan lain yang hanya menghasilkan efek sebaliknya. Arus laut yang lebih kuat atau bagian bawah es yang lebih halus karena leleh yang lebih intensif dapat menjadi faktor yang berkontribusi. Untuk menjawab pertanyaan -pertanyaan terbuka ini dan mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang hubungan timbal balik yang kompleks, kami telah membuat seluruh dataset tersedia dalam arsip publik, (Link Zu Pangea), memastikan bahwa peneliti lain dapat menggunakannya dan mengintegrasikannya ke dalam studi mereka. “

Ekspedisi dengan kapal penelitian Polarstern direncanakan untuk musim panas mendatang, dengan fokus untuk menyelidiki perbedaan biologis dan biogeokimia antara floes dan punggung tekanan dari berbagai usia dan terbukti. Pada saat yang sama, akan ada penerbangan survei udara yang luas dengan pesawat penelitian.

Menurut Thomas Krumpen: “Dengan menggabungkan pengamatan berbasis kapal dan udara, kami berharap dapat memperoleh wawasan yang lebih baik tentang interaksi kompleks antara es laut, iklim, dan ekosistem-karena kita hanya dapat merancang strategi yang efektif untuk pelestarian dan Penggunaan Arktik yang berkelanjutan begitu kita lebih memahami sistem lingkungan di kawasan itu. ”

Reference: “Smoother sea ice with fewer pressure ridges in a more dynamic Arctic” by Thomas Krumpen, Luisa von Albedyll, H. Jakob Bünger, Giulia Castellani, Jörg Hartmann, Veit Helm, Stefan Hendricks, Nils Hutter, Jack C. Landy, Simeon Lisovski, Christof Lüpkes, Jan Rohde, Mira Suhrhoff dan Christian Haas, 6 Januari 2025, Perubahan Iklim Alam.
Doi: 10.1038/s41558-024-02199-5