خريطة جرينلاند مع التغيرات في درجات الحرارة. حقوق الصورة: ESA. اضغط للتكبير.
استخدم الباحثون ما يزيد عن عقد من البيانات من أجهزة قياس الارتفاع الرادارية على أقمار ESS التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية لإنتاج الصورة الأكثر تفصيلاً حتى الآن للتغيرات في سمك الغطاء الجليدي في غرينلاند.
استخدم فريق بقيادة النرويج بيانات ERS لقياس تغيرات الارتفاع في الغطاء الجليدي في غرينلاند من عام 1992 إلى 2003 ، حيث وجد نموًا حديثًا في الأقسام الداخلية يقدر بحوالي ستة سنتيمترات سنويًا خلال فترة الدراسة. ومن المقرر نشر البحث في مجلة Science Magazine في نوفمبر ، بعد نشره في Science Science على الإنترنت في 20 أكتوبر.
يعمل مقياس الارتفاع الراداري ERS عن طريق إرسال 1800 نبضة رادارية منفصلة إلى الأرض في الثانية ثم تسجيل الوقت الذي تستغرقه أصداءها لترتد 800 كيلومتر إلى منصة الأقمار الصناعية. يقوم المستشعر بضرب رحلة نبضاته إلى أقل من نانوثانية لحساب المسافة إلى الكوكب أدناه بأقصى دقة تبلغ سمتين.
يوجد لدى وكالة الفضاء الأوروبية على الأقل مقياس ارتفاع رادار عامل في المدار القطبي منذ يوليو 1991 ، عندما تم إطلاق ERS-1. انضمت ERS-2 إلى أول مركبة فضائية لرصد الأرض تابعة لوكالة الفضاء الأوروبية في أبريل 1995 ، ثم القمر الصناعي إنفيسات العشر في مارس 2002.
والنتيجة هي مجموعة بيانات ذات قيمة علمية طويلة المدى تغطي محيطات الأرض والأرض وكذلك الحقول الجليدية - والتي يمكن استخدامها للحد من عدم اليقين بشأن ما إذا كانت الصفائح الجليدية الأرضية تنمو أو تتقلص مع تزايد القلق بشأن آثار الاحترار العالمي.
تبلغ مساحة الغطاء الجليدي الذي يغطي أكبر جزيرة في غرينلاند الأرض 183300 كيلومتر مربع ومتوسط سمك 2.3 كيلومتر. وهي ثاني أكبر تجمع للمياه العذبة المجمدة على الأرض ، وإذا ما ذابت تمامًا فإن مستوى سطح البحر العالمي سيزيد بمقدار سبعة أمتار.
إن تدفق المياه العذبة إلى شمال الأطلسي من أي زيادة في الذوبان من الغطاء الجليدي في غرينلاند يمكن أن يضعف تيار الخليج ، مما قد يؤثر بشكل خطير على مناخ شمال أوروبا والعالم الأوسع.
أدت الجهود المبذولة لقياس التغيرات في الغطاء الجليدي في غرينلاند باستخدام الملاحظات الميدانية والطائرات والأقمار الصناعية إلى تحسين المعرفة العلمية خلال العقد الماضي ، ولكن لا يوجد حتى الآن تقييم إجماع للتوازن الشامل للكتلة الجليدية. ومع ذلك ، هناك أدلة على الذوبان والضعف في المناطق الهامشية الساحلية في السنوات الأخيرة ، بالإضافة إلى دلائل على أن الأنهار الجليدية الكبيرة في غرينلاند يمكن أن ترتفع ، ربما استجابة لتغيرات المناخ.
هناك تغييرات أقل شهرة تحدث في المنطقة الداخلية الشاسعة المرتفعة من الغطاء الجليدي. لذلك ، قام فريق دولي من العلماء - من مركز Nansen البيئي والاستشعار عن بعد (NERSC) ومركز Mohn-Sverdrup لدراسات المحيطات العالمية وعلوم المحيطات التشغيلية ومركز Bjerknes لبحوث المناخ ومركز Nansen الدولي البيئي والاستشعار عن بعد في روسيا والولايات المتحدة اضطر مركز أبحاث تحليل النظم البيئية - لاشتقاق وتحليل أطول مجموعة بيانات مستمرة لرصد الارتفاعات بالأقمار الصناعية لارتفاعات الغطاء الجليدي في غرينلاند.
من خلال الجمع بين عشرات الملايين من نقاط البيانات من ERS-1 و ERS-2 ، حدد الفريق الأنماط المكانية لتغيرات الارتفاعات السطحية والتغيرات على مدى 11 عامًا.
والنتيجة هي صورة مختلطة ، مع زيادة صافية قدرها 6.4 سم في السنة في المنطقة الداخلية فوق ارتفاع 1500 متر. أسفل هذا الارتفاع ، يكون معدل تغير الارتفاع ناقصًا 2.0 سم في السنة ، وهو ما يطابق على نطاق واسع الترقق المبلغ عنه في هوامش الغطاء الجليدي. ومع ذلك ، لا يشمل الاتجاه الذي يقل عن 1500 متر المناطق الهامشية شديدة الانحدار حيث لا يمكن استخدام بيانات مقياس الارتفاع الحالية.
تبلغ الزيادة المكانية في المتوسط 5.4 سم في السنة فوق منطقة الدراسة ، عندما يتم تصحيحها لرفع الصخر بعد العصر الجليدي تحت الطبقة الجليدية. هذه النتائج ملحوظة لأنها على النقيض من النتائج العلمية السابقة للتوازن في الجليد المرتفع في غرينلاند.
يعزو الفريق ، بقيادة البروفيسور علا م. جوهانسن من NERSC ، هذا النمو الداخلي للغطاء الجليدي في غرينلاند إلى زيادة تساقط الثلوج المرتبط بالتغيرات في دوران الغلاف الجوي الإقليمي المعروف باسم تذبذب شمال الأطلسي (NAO). اكتشف لأول مرة في 1920s ، يعمل NAO بطريقة مشابهة لظاهرة النينيو في المحيط الهادئ ، مما يساهم في تقلبات المناخ عبر شمال الأطلسي وأوروبا.
بمقارنة بياناتهم بمؤشر NAO ، أسس الباحثون علاقة مباشرة بين تغير ارتفاع الغطاء الجليدي في غرينلاند والمراحل الإيجابية والسلبية القوية لـ NAO خلال فصل الشتاء ، والتي تتحكم إلى حد كبير في درجات الحرارة وأنماط هطول الأمطار فوق غرينلاند.
وعلق البروفيسور يوهانسن قائلاً: "هذا الارتباط السلبي القوي بين تغيرات ارتفاع الشتاء ومؤشر NAO ، يشير إلى دور غير محترم لموسم الشتاء و NAO لتغييرات الارتفاع - حرف بدل في سيناريوهات توازن كتلة الجليد في غرينلاند تحت الاحترار العالمي."
وحذر من أن النمو الأخير الذي وجده مسح قياس الرادار لا يعكس بالضرورة اتجاها طويل الأمد أو مستقبلي. مع التباين الطبيعي في دورة المناخ ذات خطوط العرض المرتفعة التي تتضمن NAO كبيرة جدًا ، حتى مجموعة البيانات التي تستمر لمدة 11 عامًا لا تزال قصيرة.
وأضاف جوهانسن: "من الواضح أن هناك حاجة إلى المراقبة المستمرة باستخدام أجهزة تحديد الارتفاع الساتلية الجديدة والملاحظات الأخرى ، جنبًا إلى جنب مع النماذج الرقمية لحساب ميزانية كتلة غرينلاند الجليدية".
أظهرت دراسات النمذجة لتوازن الكتلة الجليدية في غرينلاند تحت الاحترار العالمي للاحتباس الحراري أن زيادة درجة الحرارة تصل إلى حوالي 3 درجات مئوية تؤدي إلى تغيرات إيجابية في توازن الكتلة عند الارتفاعات العالية - بسبب تراكم الثلوج - وسلبية عند الارتفاعات المنخفضة - بسبب ذوبان الثلج الذي يتجاوز التراكم.
تتوافق هذه النماذج مع نتائج المراقبة الجديدة. ومع ذلك ، بعد الوصول إلى هذا الحد ، من المحتمل في غضون المائة عام القادمة ، أن تتجاوز الخسائر الناتجة عن الانصهار التراكم من الزيادات في تساقط الثلوج - ثم يبدأ الانهيار في الغطاء الجليدي في جرينلاند.
قامت ورقة نشرت في مجلة Science في يونيو من هذا العام بتفصيل نتائج تحليل مماثل للجليد الجليدي في أنتاركتيكا استنادًا إلى بيانات مقياس الارتفاع الراداري ERS ، التي قام بها فريق بقيادة البروفيسور كيرت ديفيس من جامعة ميسوري-كولومبيا.
وأظهرت النتائج سماكة في شرق القارة القطبية الجنوبية بترتيب 1.8 سم في السنة ، ولكن ترقق عبر جزء كبير من غرب القارة القطبية الجنوبية. لم تكن البيانات متاحة لكثير من شبه جزيرة أنتاركتيكا ، والتي خضعت لضعف طبقة الجليد الجليدية الأخيرة بسبب الاحترار المناخي الإقليمي ، مرة أخرى بسبب القيود في أداء مقياس الارتفاع الراداري الحالي.
حملت مهمة CryoSat التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA) ، التي فقدت أثناء إطلاقها في 8 أكتوبر ، أول جهاز قياس الارتفاع بالرادار في العالم مصمم خصيصًا للاستخدام على كل من الجليد البري والبحري. في سياق الصفائح الجليدية الأرضية ، كان بإمكان CryoSat الحصول على البيانات عبر هوامش الجليد شديدة الانحدار والتي تظل غير مرئية لأجهزة تحديد الارتفاع الرادارية الحالية - وهذه هي المناطق التي تحدث فيها أكبر خسارة.
والجهود جارية حاليًا للتحقيق في إمكانية بناء طائرة CryoSat-2 وتحليقها ، مع اتخاذ قرار بحلول نهاية العام. في غضون ذلك ، سيستمر توسيع السجل المناخي القيم لتغير الغطاء الجليدي الذي أنشأته ERS و Envisat.
المصدر الأصلي: بيان صحفي لوكالة الفضاء الأوروبية
