Тают ледники. Проблема таяния ледников в Арктике

Таяние ледников. Фото: klem@s / Flickr


Из-за таяния ледников Париж и Лондон станут островами, на Урале появится море, а Россия окажется промышленным лидером

Говорят, глобальное потепление придумал Альберт Гор, работавший вице-президентом США в администрации Билла Клинтона. Конечно, климат на планете менялся и до него, однако никогда раньше результаты исследований климатологов не подымались на щит государственными политиками. Но Гор гениально сообразил, что с помощью экологии можно зарабатывать деньги (через квоты выброса парниковых газов) и оказывать давление на конкурирующие экономики. Так появилась Рамочная конвенция ООН об изменении климата и дополняющий ее Киотский протокол 1997 года, на базе которого с 1 января 2008 года начал функционировать механизм торговли квотами.

В тех местах, где снег и лед были исторически общими, изменения климата могут повлиять на развитие, распределение и расплавление снежного покрова при повышении температуры и изменении времени и количества осадков. Повышение температуры воздействует на снежный покров напрямую, влияя как на сезонный период снеготаяния, так и на период года, который является достаточно прохладным, чтобы способствовать накоплению снежного покрова.

Ледниковые среды от ледового поля до океана. Ледниковый сток, вытекающий из конечной точки ледника Менденхолл, Аляска. Смешивание океанской и иловой воды в Бернерс-Бэй, Аляска. Морские и матросские тюлени выгружались на айсбергах, отведенных от ледника Макбрайд, Национальный парк ледников, Аляска. Во-первых, по мере того, как средняя температура в течение осени, зимы и весны становится более теплой, вероятность того, что штормы произойдут, когда температура будет выше мороза, увеличится, что приведет к увеличению количества осадков, которое выпадает как дождь, а не снег.

Впрочем, следует признать, что вопрос глобального изменения климата существует сам по себе и ученые действительно фиксируют его проявления в окружающей среде. К тому же речь идет не о каком-то абстрактном повышении некой среднегодовой температуры на доли градуса, а о последствиях, имеющих вполне ощутимое воздействие на жизнь людей уже сегодня.

Во-вторых, по мере увеличения температуры весны весенний расплав происходит в начале года. Несмотря на повышенную температуру, повышенное количество осадков может привести к значительному увеличению снега на очень высоких возвышенностях, где в прошлом количество осадков было в меньшей степени обильным, но будущие температуры, по прогнозам, будут редко превышать уровень замерзания. В более холодных местах, где температура постоянно ниже нуля, увеличение осадков в будущем может привести к увеличению снежного покрова.

В среднем высокоширотный снег теперь встречается раньше весной. Снегоход возвращается позже осенью и покрывает меньшую площадь, чем в прошлом. Вместе эта потеря снежного покрова уменьшает наземное альбедо, увеличивает количество тепла, поглощаемого землей, и способствует высокоширотическому нагреванию.

Например, на конференции European Geosciences Union General Assembly, состоявшейся в апреле 2016 в Вене группа ученых под руководством Марселя Николауса из Центра Гельмгольца в Бремерхавене сделала доклад, из которого следует, что уже ближайшим летом произойдет самое значительное сокращение площади арктических льдов за всю историю наблюдений. А специалисты Метеорологической службы Великобритании ожидают в нынешнем году новых тепловых рекордов, несмотря на то, что прошлый, 2015-й, уже был признан ими самым теплым за 146 лет.

Ледники являются результатом климата, который постоянно производит больше снега зимой, чем может быть расплавлен летом. Избыток снега накапливается на протяжении десятилетий до тысячелетий и в конечном итоге сжимается на лед. По мере того, как лед усиливается, огромный вес ледника заставляет лед течь вниз, пока он не достигнет более низких высот, которые теплее и получают меньше снегопада, что позволяет расплавить избыток льда.

На верхней фотографии показан ледник Педерсон на полуострове Кенай юго-восточной Аляски. Нижняя фотография, взятая с той же точки зрения, показывает, что осталось от ледника во всем мире, общая ледниковая масса резко снизилась, добавив к повышению уровня моря.

Обычно на бытовом уровне глобальное потепление чаще всего сводится только к таянию льдов и вызванному этим повышению уровня мирового океана. В действительности вопрос гораздо сложнее и намного интереснее. Он касается не только климата как такового, но и значительных перемен в экономике и политике - как негативных, так и вполне выгодных для России. Но обо всем по порядку.

Ледник может поддерживать постоянный размер и форму, если чистый прирост снега в его верхней зоне накопления отлично компенсирует чистое количество льда, потерянного в нижней зоне абляции. Если количество расплава превышает количество накоплений снега, массовый бюджет ледника становится отрицательным, а ледник сжимается, добавляя воду к потоку и, в конечном счете, к океанам. Таким образом, размеры ледников неразрывно связаны с относительным количеством снегопада и расплава - два фактора, которые, как ожидается, будут меняться с изменением климата.

Как Париж станет островом

NASA и Национальное управление океанических и атмосферных исследований США, на основе анализа спутниковых снимков считают, что сейчас уровень мирового океана растет примерно на 3,2 мм в год. Это много, так как еще в 2012 году скорость процесса составляла всего 1,9 мм. На первый взгляд цифры не впечатляют, однако процесс уже привел к началу раскалывания крупных ледниковых масс. Например, от ледника Якобсхавн в Западной Гренландии прошлым летом откололся кусок площадью 12 кв. км, который к настоящему времени уже полностью растаял. Произошедшее подтверждает подозрения ученых о начале сползания в океан всего ледника. Если, а точнее, когда это случится, массы его льда хватит для поднятия уровня мирового океана по меньшей мере на 50 сантиметров.

Большинство высокоширотных ледников сокращаются и способствуют увеличению потока воды. В совокупности изменения снега и льда с изменением климата, как ожидается, окажут воздействие на гидрологию систем как внутри, так и ниже по течению от гор и ледников. Эти гидрологические изменения могут, в свою очередь, оказывать значительное влияние на экосистемы, связанные с землей, прибрежными и прибрежными экосистемами. Геология и география, наряду с физическими и экологическими изменениями в водоразделах, влияют на реакцию гидрографии на изменение климата, поэтому ответы могут значительно варьироваться от водораздела до водораздела в регионе.

Одним гренландским ледником дело не ограничивается. В ближайшие 10–15 лет вполне реальной является перспектива полного исчезновения ледяной полярной шапки в Северном полушарии в летнее время, а также прогрессирующее сокращение ледовых объемов в других местах, в том числе в горных массивах на континентах. Основываясь на имеющихся сегодня научных данных, ООН сделала прогноз, из которого следует, что в течение ближайших ста лет уровень мирового океана поднимется на 6,4 метра.

Существуют также сильные связи между ледяным океаном и экосистемами и обратные связи, включая доставку питательных веществ и первичную продуктивность, которые имеют последствия для популяций рыб и птиц. Предыдущий текст выписан и сокращен из следующих источников.

Отдел лесного хозяйства Департамента сельского хозяйства, Тихоокеанская северо-западная исследовательская станция. Келли: Глава 3: Снег и Лед. . Ледники во всем мире тают, отступают и даже исчезают вообще. Но в горном Каракорумском регионе Азии, где проживает К2, второй по высоте пик на Земле - ледники не плавятся. Во всяком случае, некоторые расширяются.

Это высота двухэтажного дома.

Тут самое время вспомнить, что Венеция и Астрахань находятся всего на 1 метр выше нынешнего океана, Калининград и Одесса - на 2 метра, Пиза и Брюгге - на 3, Владивосток и Бангкок - на 4, Шанхай и Санкт-Петербург - на 6, Сочи - на 9 метров. От Австралии останется примерно 75%, а остальную часть континента, от Аделаиды до озера Эйр, займет внутреннее море.

Теперь ученые нашли для этого объяснение. В то время как количество осадков увеличивается по Гималаям, большая часть этой влаги падает летом - за исключением Каракорума, где снег доминирует на сцене. «Это стало поводом для споров о том, что эти ледники не изменяются, а другие ледники в мире имеют», - сказала исследовательница Сара Капник, докторант-исследователь в области атмосферных и океанических наук в Принстонском университете.

Каракорум - живописная цепь снежных вершин вдоль границы Индии, Пакистана и Китая. Он является частью более крупного, который теряет свои ледники по мере согревания климата. Однако наблюдения в Каракорумском районе показывают, что ледники там стабильны, а снегопад растет, а не уменьшается.

Впрочем, куда бóльшие перемены ожидают Европу. Повышение уровня мирового океана уже на 2 метра означают затопление по меньшей мере 40% территории Нидерландов. Учитывая, что когда строят дамбы, их высота должна с запасом превышать пиковую высоту штормовых волн, уже в этом случае для защиты необходима стена высотой более 6–7 метров, протяженностью во всю береговую черту страны в 451 километр. В реальности потребуется построить в 2,5 раза больше, так как, помимо морского берега, защищать ею нужно еще поймы многочисленных рек. Даже на этом уровне масштабы необходимых затрат превышают экономические возможности страны, так что про возведение 15 - 20-метровой стены не может идти речи даже теоретически.

«Я действительно хотел глубоко погрузиться в то, что это такое», сказал Капник. Она и ее коллеги собрали данные о недавних осадках и температурах из Пакистанского метеорологического департамента и других источников, включая спутниковые данные. Исследователи обнаружили, что новая модель, имитирующая климат вплоть до площади 965 квадратных миль, способна соответствовать наблюдаемым циклам температуры и осадков, наблюдаемым в Каракораме. Капник сказал, что модель, используемая Межправительственной группой экспертов по изменению климата для моделирования того, что произойдет, если мир будет продолжать выделять парниковые газы по текущим расценкам, не смогла зафиксировать эти сезонные циклы.

Словом, через 100 лет Нидерланды окажутся морским дном. Впрочем, не они одни. В горсть разноразмерных островов превратятся Норвегия, Швеция, Финляндия, Дания и бóльшая часть Великобритании. Англия, от Шотландии до Ла-Манша затонет почти полностью - как, кстати, и Франция. Наши предки что-то подозревали, когда возводили столицы на холмах: Париж и Лондон станут городами на острове, причем у англичан столичный остров окажется заметно больше.

География и экономика

Более грубое разрешение «разглаживает» вариации высоты, что отлично подходит для центральных Гималаев и юго-восточных Гималаев. Тем не менее, регион Каракорум имеет большую изменчивость возвышенности, чем в других двух регионах. Поскольку предыдущие модели переоценили температуру Каракорума, они также недооценили количество снега в регионе.

Проблема таяния ледников в Арктике

По мере того, как земной шар согревает, количество осадков увеличивается по Гималаям. Из-за географии Каракорумской области она получает большую часть этой дополнительной влаги зимой, когда западные ветры приносят снег в горы. Напротив, центральные и юго-восточные гималайские регионы получают большую часть своей влаги из муссонов летом. Поскольку лето теплее, большая часть этих осадков выпадает как дождь.

Россию от Европы отделит огромное море, возникшее в результате слияния Каспийского, Черного, Карского и Балтийского морей. Оно смоет всю Прибалтику, кроме небольшой части юга Литвы, восток Белоруссии и северо-восток Украины. Также в мелководное море превратится Уральская низменность, а Уральские горы станут островами.



Плавучие дома на побережье Нидерландов. Фото: iagua.es

«Общее количество воды, падающей с неба, увеличивается в течение летних месяцев», - сказал Капник. «Но поскольку температуры поднимаются выше нуля, они не переводятся; они фактически переводят на снижение снегопада в этих двух регионах». По ее словам, в Каракораме снегопад уменьшается летом, но увеличивается зимой. Хотя исследователи не испытали эту идею, этот снег, по-видимому, питает ледники Каракорума, удерживая их от отступления.

Капник и ее команда обнаружили, что снег в Каракораме, по всей вероятности, будет продолжаться, по крайней мере, если после этого климат продолжает нагреваться после этого, температура может в конечном итоге стать достаточно высокой, чтобы уничтожить преимущество зимнего снега в регионе, сказал Капник. однако, это не ясно, когда это может произойти.

Добрые и злые перемены климата

Столь глобальные перемены вызовут множество сопутствующих процессов. Например, в Европе сегодня проживает более 800 млн человек. Затопление ее территории создаст проблему их выживания, а значит, породит миграционные процессы, сопоставимые по последствиям с Великим переселением народов. И это касается не только Европы. Под воду уйдет большая часть Турции, часть Ирана и почти вся территория Северной Африки, включая Египет.

Понимание снегопада в Каракораме и остальной части Гималаев имеет важное значение для отторжения региональных вариаций изменения климата, но результаты также имеют более непосредственное применение. Снег действует как водохранилище для людей в Гималайском регионе, поэтому для сезонных прогнозов осадков важны. Если снег и лед тают слишком быстро, Капник сказал, что это может привести к разрушительным наводнениям.

«Понимание того, как эти изменения в будущем важны с точки зрения климата, но это также важно с социальной точки зрения», - сказала она. Примечание редактора. Эта статья была обновлена, чтобы исправить разрешение модели, используемой исследователями. Согласно новым исследованиям, ледники также потеряли более чем в три раза больше льда, чем обычно. Все эти изменения - плохая новость для Антарктиды - и нас. По мере того как земляные ледники тают, уровень моря во всем мире растет.

Но этот вопрос будет решаться на политическом уровне, мы же сосредоточимся на климате, изменения которого не столь однозначны, как может показаться на первый взгляд. Прогрессирующий рост среднегодовой температуры приведет к сокращению продуктивности сельского хозяйства в тропических и субтропических районах. Там станет не только слишком жарко, но и недостаточно влажно. В частности, опустынивание могло бы грозить всему Африканскому континенту к югу от Сахары, но более вероятна перспектива появления там степного климата (как в нынешней Калмыкии), поскольку изрядная часть черного континента тоже станет островами.

Четыре ледника, описанные в исследовании, опубликованные на прошлой неделе в журнале «Земля и планетарные научные письма», расположены в заливе Маргерит, на западной стороне Антарктического полуострова. Это самая северная часть континента и самая восприимчивая к повышению температуры.

В последнее время Антарктика делает заголовки новостей. Еще один ледник в Западной Антарктиде, производящий еще один массивный айсберг, - на этой неделе. Все эти большие куски льда, однако, вышли из плавающих шельфовых ледников. Это означает, что потеря льда сама по себе не поднимает уровни моря. Но плавающие шельфовые ледники создают барьер, который удерживает лед на суше от втекания в море.

В целом по прогнозам ВОЗ на протяжении ближайших ста лет только в Африке количество голодающих вырастет на 600 млн человек, а в целом по миру оно может достичь отметки в 2 млрд. Для России это будет означать возможность стать доминирующим мировым производителем продовольствия. Нынешние сельскохозяйственные районы - бассейн Дона, Северный Кавказ, Нижнее Поволжье, Южный Урал, Алтай и степная часть Южной Сибири - окажутся под негативным воздействием обострившейся нехватки воды в вегетативный период, что снизит их производительность на 20–30%. Но в то же время глобальные перемены сделают доступными для нормального массового земледелия обширные новые части территории страны в Сибири и на Дальнем Востоке. Пока что плодородность почв там существенно ниже, чем в зоне Черноземья, но смена флоры постепенно обогатит сибирскую почву.

WWF: Гималайские ледники тают слишком быстро

Даже если мы думаем о льде как о чем-то твердом, на самом деле льды льются в ледниках. В Антарктиде это происходит главным образом потому, что большая часть снегопада происходит на середине континента, прямо на Южном полюсе, говорит Уокер. Затем континент идет вниз по склону от центра к океану, заставляя лед течь к воде. Это как блин, - говорит Уокер. «Если вы нагромождите кучу блинов, он начнет разрастаться, чтобы разместить всю свою массу».

Теплая вода была поднята из глубокого океана и доведена до ледников северо-западными ветрами.


Уокер говорит, что она была удивлена ​​тем, как быстро ускорились ледники, и как быстро лед реагировал на небольшое повышение температуры воды. Даже если все ледники Маргариты залива растаяли, они повысили бы уровень моря «минимальным количеством» - миллиметрами или меньше, говорит Уокер. Но весь этот расплавленный лед не вернется, и со временем, вероятно, эти четыре маленьких ледника рухнут, говорит она.

География и экономика

Несмотря на откровенный алармизм исследования, данный сценарий сулит России заметно больше преимуществ, чем проблем. Нам, как государству, удастся сохранить не только бóльшую часть территории вообще, но и основную долю наиболее освоенных и технически развитых площадей. Затопление части Урала и Западной Сибири, конечно, вызовет необходимость переселения 10–12 млн человек, но, во-первых, есть куда, во-вторых, времени на это достаточно. Проблема с переселением Санкт-Петербурга окажется заметно более серьезной (особенно если будет принято решение перевезти на новое место и уникальный архитектурный комплекс города), но это ничто по сравнению с уплотнением французов, которым останется 10–13% территории страны.

А самое главное, Россия сумеет сохранить наибольшую часть промышленного потенциала, лишь пятая часть которого расположена на дне будущих морей. В США эта доля составляет как минимум 67%, в Китае - 72–75%. Дело в том, что большинство американских и китайских заводов построено в прибрежной полосе - так удобнее доставлять их продукцию в порты для погрузки на корабли. В России же основная часть побережья - северная, так что строить заводы приходилось на реках. Перемены наверняка в лучшую сторону скажутся на роли и месте нашей страны в будущем глобально потеплевшем мире.

Конечно, не следует принимать все эти прогнозы слишком буквально и прямолинейно. Они сделаны людьми, а человеку свойственно ошибаться. Но можно сказать уверенно, что мир меняется невиданными прежде темпами, и завтра уже не будет таким, каким было вчера. Перемены неизбежны и глобальны. Но у нас есть время подумать, подготовиться и методично адаптироваться к новой реальности.


Ледниковый щит охватывает около 80% Гренландии. В летний период происходит таяние краевой части щита. В последние годы таяние усилилось в следствии глобального потепления. Если раньше растаявший летом лед восстанавливался, то теперь ледник постепенно уменьшается (в период с 2000 г. по 2008 г. он уменьшился на 1500 гигатонн), а некоторые талые озера на леднике не замерзают даже зимой.


Оледенение Гренландии произошло примерно 4 млн. лет назад.


Существует несколько теорий, объясняющих, почему остров, который, согласно предположениям многих ученых, имел богатую растительность, покрылся панцирем льда. Это могло произойти из-за изменений океанических течений, увеличения высоты Скалистых гор в Северной Америке, подвижек в орбите Земли или падения концентрации углекислого газа.


Согласно новейшим исследованиям климатологов из университетов Бристоля и Лидса, основной причиной оледенения Гренландии, стало резкое сокращение диоксида углерода, или углекислого газа, в верхних слоях атмосферы.



Климатологи замечают, что сейчас все обеспокоены таянием гренландских льдов из-за парникового эффекта, но куда более важно ответить, почему он покрылся льдом и почему содержание углекислого газа снизилось до такого низкого уровня на столь продолжительное время. Если ученые смогут решить эту головоломку, то, возможно, удастся найти ключи и к решению современных экологических проблем. В некоторых местах талая вода образует на леднике целые озера и реки, которые могут существовать годами не замерзая.

> Необычно тонкая земная кора под поверхностью Гренландии частично объясняет аномально высокие темпы таяния ее ледовой шапки, так как горячие магматические массы под ее поверхностью работают как один гигантский "кипятильник", заявляют климатологи в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience. "Температура у подножия ледников, и соответственно, их состояние, одновременно зависят от потока тепла из недр Земли и флуктуаций температуры на их поверхности. Благодаря этому в Гренландии есть участки, где подножие ледников тает и которые при этом находятся по соседству с совершенно нетронутыми и холодными льдами", - заявила Ирина Рогожина из Центра Гельмгольца в Потсдаме (Германия).

Рогожина и ее коллеги, в том числе российские геофизики из геофизических институтов РАН в Москве и Новосибирске, используя специальную климатическую модель, обнаружили, что быстрое таяние льдов Гренландии оказалось связано с необычно тонкой корой на ее территории. Как отмечают авторы статьи, тепло, вырабатываемое в недрах Земли и поступающее на ее поверхность, почти не влияет на климат, так как оно намного слабее, чем тепловая энергия, поступающая вместе с лучами Солнца. С другой стороны, под многометровым слоем льда ситуация меняется, и это тепло начинает играть существенную роль в балансе температур и состоянии ледника. Руководствуясь этой идеей, климатологи построили модель ледников Гренландии, которая учитывала действие и лучей Солнца, и недр Земли, и проверили ее в деле.


Несмотря на то, что Гренландия расположена на древней тектонической платформе, земная кора на ее территории, судя по наблюдениям сейсмологов, является необычно тонкой, достигая в некоторых точках лишь четверти от ожидаемой толщины, и около 60-66% на других участках. По словам исследователей, добавление этой особенности недр острова в модель значительно улучшило ее предсказания, что на деле демонстрирует, что данный подземный "кипятильник" действительно ускоряет таяние ледовой шапки Гренландии.


Команда биологов из университета Буффало (США) под руководством доктора Беаты Ксато выяснила, что все созданные до сих пор математические модели таяния гренландских льдов были чересчур оптимистичны: этот угрожающий процесс на самом деле идёт быстрее. Об исследовании, полные результаты которого опубликованы в свежем номере журнала Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), рассказывает сайт (e) ScienceNews. Гренландия представляет собой второй по размеру массив ледников на Земле, после Антарктиды. Если весь лёд на ней растает, уровень мирового океана поднимется в среднем на 6 м, что грозит катастрофами жителям прибрежных районов многих стран. Неудивительно, что учёные уже долгое время изучают таяние гренландских льдов и строят модели, которые должны позволить предсказать его динамику. Учёные из университета Буффало показали, что до сих пор все эти модели были упрощенными и давали слишком оптимистичные оценки. Для этого д-р Ксато с коллегами проанализировали большой массив данных, полученных, во-первых, от спутника NASA ICESat, созданного и запущенного на орбиту как раз для этих целей, а, во-вторых, от полевых исследований в Гренландии, выполненных в рамках проекта Operation IceBridge («Операция «Ледяной мост»). В целом, анализировались данные из 100 тыс. локаций за период с 1993 по 2012 годы.


Анализ столь обширной и полной информации показал, что гренландские ледники ведут себя сложнее, чем ранее считалось. В то время, как одни из них стабильно тают, толщина вторых, напротив, увеличивается. А третьи и вовсе «пульсируют». Всё это зависит от сложнейшего сочетания факторов - локальных климатических и гидрологических условий, формы ледника, гидрологии и так далее. Всего геологи из университета Буффало насчитали в Гренландии свыше 240 ледников шириной от 1,5 км и больше, и разделили их, по особенностям их поведения, на 7 групп. Это был детальный подход. Если же брать всю картину в целом, оказалось, что на самом деле с 2003 по 2009 г. (за этот период есть самые полные данные) гренландский ледяной покров потерял 243 гигатонны льда, что ежегодно приводило к повышению уровня Мирового океана на 0,68 миллиметра. Это больше, чем учёные предполагали до сих пор.


Авторы исследования надеются, что полученные ими результаты теперь позволят строить более точные модели таяния льдов Гренландии. «Проведённое нами разделение ледников на группы поможет выбирать из них самые показательные образцы, и создавать на основании их параметров более близкие к реальности модели происходящего», - сказал д-р Ксато. Дополнить картину наверняка помогут результаты другого исследования, проведённого учёными из университета Лидса (Великобритания). Они изучили влияние на таяние ледников Гренландии озёр, формирующихся на поверхности ледника. О результатах рассказывает статья в журнале Nature Climate Change. При этом также использовались данные со спутников, только теперь на насовских, а принадлежащих Европейскому космическому агентству (ESA).


Оказалось, что мигрирующие наледниковые озёра сейчас группируются вдоль побережья Гренландии, образуя «пояс» шириной около 100 километров. Будучи темнее, чем окружающий их лёд, они поглощают солнечные лучи и тем самым повышают температуру вокруг себя - в результате лед тает вдоль линии озер и куски ледника откалываются и уплывают в океан. Пока этот процесс идёт крайне медленно, но к 2060 г. площадь таких озёр, по прогнозу учёных, увеличится вдвое, и тогда они будут вносить значительный вклад в сокращение площади гренландских льдов. Отметим, что 2014 год дал нам ещё один повод беспокоиться за льды Гренландии. В июне там был зарегистрирован новый температурный рекорд.


Каньон, созданный потоком талых вод.









Похожие статьи