Дата публикации: 05 марта 2020 г.

В Университете Осло создали первую карту вечной мерзлоты

Исследователи из Университета Осло (University of Oslo) разработали первую карту распространения вечной мерзлоты в северном и южном полушариях с помощью спутниковых данных. Так, самая первая глобальная оценка температуры вечной мерзлоты показывает, что наиболее холодная точка Земли находится в Трансантарктических горах.

Вечная мерзлота - это подповерхностное явление, которое лежит в основе значительной части суши и моря в высоких широтах северного и южного полушарий. Вечная мерзлота определяется как почва, которая остается ниже 0°C в течение как минимум двух лет подряд.

Температура в вечной мерзлоте значительно варьируется от места к месту. Например, вечная мерзлота, измеренная в Северной Норвегии, имеет температуру чуть ниже 0°C, тогда как вечная мерзлота в Сибири в России холоднее и ниже -10°C.

Вечная мерзлота действует, как морозильник для мертвых органических веществ, которые накапливались в Арктике на протяжении веков. По оценкам, проведенным в 2014 году, вечная мерзлота накапливает в два раза больше углерода, чем в настоящее время в атмосфере. Вечная мерзлота также влияет на стабильность коренных пород и неконсолидированных отложений.

«Поскольку вечная мерзлота является подземным явлением, ее трудно изучать, без бурения земли. Мы должны были найти способ надежной регистрации вечной мерзлоты в глобальном масштабе. Нами разработан метод, который использует температуру поверхности земли, фиксируемую спутниками наблюдения Земли, которую мы использовали в модели вечной мерзлоты, которая оценивает температуры глубоко в земле» - говорит Ярослав Обу (Jaroslav Obu), научный сотрудник Департамента наук о Земле Университета Осло (Department of Geosciences, University of Oslo) и главный автор  двух новых исследований о вечной мерзлоте.

В первую очередь было необходимо найти распространение вечной мерзлоты в Северном полушарии. Ученые использовали модель равновесного состояния (TTOP-модель) для расчета температур в верхнем слое вечной мерзлоты за период с 2000 по 2016 год. Основным входным параметром модели были температуры поверхности суши, получаемые с помощью дистанционного зондирования, которые ежедневно предоставляются спутниками Terra и Aqua. Свойства снежного покрова и грунта, которые имеют важное влияние на свойства вечной мерзлоты, были оценены на основе климатической модели ERA-Interim и Инициативы по изменению климата для наземного покрова ESA.

С помощью этой модели и данных, доступных для каждого квадратного километра поверхности Земли, ученые смогли рассчитать глобальную карту вечной мерзлоты, показывающую температуры вечной мерзлоты там, где скважин не существует. На рисунке ниже показано, что температуры вечной мерзлоты снижаются с 0°C (зеленый цвет) в направлении высоких северных широт в Сибири, Канадской Арктике и Аляске, которые покрыты пурпурным и розовым цветом, что указывает на то, что температуры в вечной мерзлоте варьируются от -7 до - 14°С.

Самая низкая смоделированная температура вечной мерзлоты в северном полушарии составила -22°C в северо-восточной Гренландии.

Характеристики модели сравнивали с температурами вечной мерзлоты, фактически измеренными в скважинах по всему земному шару, и точность составляла ± 2°C. Обнаружилось, что смоделированная протяженность вечной мерзлоты в Северном полушарии покрыла 13,9 × 10 км2 (около 15% открытой площади суши), что находилось в пределах диапазона или немного ниже среднего значения предыдущих оценок.

Во втором исследовании группа ученых использовала тот же подход для исследования свободных ото льда участков в высоких широтах в Южном полушарии - Антарктике. Этот огромный континент, покрытый в основном льдом, имеет одни из самых низких температур воздуха, зарегистрированных на Земле. На станции Советский Восток 21 июля 1983 года было зарегистрировано −89,2°C. В 2010 году спутниковые наблюдения зафиксировали температуру поверхности −93,2°C .

Несмотря на то, что только 0,2 % Антарктики не покрыто льдом, эти свободные ото льда участки распределены по всему континенту от побережья до горных вершин, поднимающихся выше 4000 метров. Вечная мерзлота присутствует почти во всех этих областях, но мало что было известно об изменениях температур вечной мерзлоты за пределами нескольких районов с установленными измерениями температуры грунта.

Ученые исследовали свободные ото льда участки материковой части Антарктики и островов с разрешением 1 км2 за период 2000–2017 г.г. Результаты модели TTOP были проверены по температуре от 40 скважин с вечной мерзлотой, и точность была ± 1,9°C.

Результаты моделирования показывают, что самая низкая расчетная температура вечной мерзлоты -36°C находится на горе Маркхам в хребте Королевы Елизаветы Трансантарктических гор. Это пока самая низкая расчетная температура вечной мерзлоты на Земле.

Другие температуры чаще всего моделировались в диапазоне от -23 до -18°C для горных районов, возвышающихся над Антарктическим ледниковым щитом, и от -14 до -8°C для прибрежных районов.

Первое исследование «Карта вечной мерзлоты Северного полушария на основе моделирования TTOP на 2000–2016 годы в масштабе 1 км2» было опубликовано в журнале Earth-Science Reviews в июне 2019 года.

Второе исследование - «Панантарктическая карта температур приземной мерзлоты на поверхности в масштабе 1 км2», недавно опубликовано в «Хриосфере». Это онлайновый научный журнал, где статьи являются предметом обсуждения в мировом сообществе исследователей криосферы перед окончательной печатью, как и эта статья была в феврале 2020 года.

Наконец, в двух исследованиях используются данные из скважин и наблюдения, полученные в результате усилий сети исследователей, координируемых в рамках The Global Terrestrial Network for Permafrost.

Источник: titan.uio.no

Гасанбекова Л. А. Оценка эффективности финансово-хозяйственной деятельности государственных унитарных предприятий Практическое пособие / Л. А. Гасанбекова, В. И. Никитина, Б. В. Сошников; под общ. науч. ред. канд. экон. наук О. А. Коробко. – М.: ФГБНУ «Аналитический центр» Минобрнауки России, 2019. – 49 с. (ISBN 978-5-904670-54-2). Доступна электронная версия печатного издания.

Вопросы контроля хозяйственной деятельности и финансового аудита, национальной безопасности, системного анализа и управления Сборник материалов III Всеросс. науч.-практ. конф., г. Москва, 29 декабря 2017. – М.: ФГБНУ «Аналитический центр» Минобрнауки России, 2018. – 200 с. (ISBN 978-5-904670-53-5). Доступна электронная версия печатного издания.

открыть полный список изданий Центра →