Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Băng biển Bắc Cực giúp giữ cho Trái đất mát mẻ, vì bề mặt sáng của nó phản chiếu năng lượng của Mặt trời trở lại không gian.
Băng biển Bắc Cực giúp giữ cho Trái đất mát mẻ, vì bề mặt sáng của nó phản chiếu năng lượng của Mặt trời trở lại không gian. Mỗi năm, các nhà khoa học sử dụng nhiều vệ tinh và bộ dữ liệu để theo dõi bao nhiêu Bắc Băng Dương được bao phủ trong băng biển, nhưng độ dày của nó khó đo hơn. Kết quả ban đầu từ Đám mây băng và vệ tinh trên mặt đất mới của NASA (ICESat-2) cho thấy rằng băng biển đã mỏng đi tới 20% kể từ khi kết thúc nhiệm vụ ICESat đầu tiên (2003-2009), trái với các nghiên cứu hiện tại cho thấy tìm độ dày băng biển vẫn tương đối ổn định trong thập kỷ qua.
Độ dày băng biển Bắc Cực giảm mạnh trong thập kỷ đầu tiên của Thế kỷ 21 được đo bằng nhiệm vụ ICESat đầu tiên từ 2003 đến 2009 và các phương pháp khác. CryoSat-2 của Cơ quan Vũ trụ châu Âu ra mắt năm 2010 đã đo được độ dày tương đối phù hợp trong băng biển Bắc Cực kể từ đó. Với sự ra mắt của ICESat-2 vào năm 2018, các nhà nghiên cứu đã tìm đến cách đo độ dày băng biển mới này để thúc đẩy nghiên cứu về hồ sơ dữ liệu này.
Petty chia sẻ: “Chúng tôi không thể có được độ dày chỉ từ chính ICESat-2, nhưng chúng tôi có thể sử dụng dữ liệu khác để lấy số đo”. Ví dụ, các nhà nghiên cứu trừ đi độ cao của tuyết trên đỉnh băng biển bằng cách sử dụng các mô hình máy tính ước tính lượng tuyết rơi. “Kết quả đầu tiên rất đáng khích lệ.”
Trong nghiên cứu của họ được công bố gần đây trên Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý: Đại dương (Journal of Geophysical Research: Oceans), Petty và các đồng nghiệp của ông đã tạo ra các bản đồ về độ dày băng biển Bắc Cực từ tháng 10 năm 2018 đến tháng 4 năm 2019 và thấy băng dày qua mùa đông như mong đợi.
Tuy nhiên, nhìn chung, các tính toán sử dụng ICESat-2 cho thấy băng mỏng hơn trong khoảng thời gian đó so với những gì các nhà nghiên cứu đã tìm thấy khi sử dụng dữ liệu CryoSat-2. Nhóm của Petty cũng nhận thấy rằng độ dày băng nhỏ trên biển giảm 20% nhưng đáng kể bằng cách so sánh các phép đo ICESat-2 tháng 2 / tháng 3 năm 2019 với các phép đo được sử dụng ICESat vào tháng 2/3 năm 2008 – một sự suy giảm mà các nhà nghiên cứu CryoSat-2 không thấy được dữ liệu của họ.
Petty cho biết đây là hai cách tiếp cận rất khác nhau để đo băng biển, mỗi phương pháp đều có những hạn chế và lợi ích riêng. CryoSat-2 mang theo một radar để đo chiều cao, trái ngược với bệ phóng của ICESat-2 và radar chủ yếu đi qua tuyết để đo đỉnh băng. Các phép đo radar giống như các phép đo từ CryoSat-2 có thể bị loại bỏ do nước biển tràn vào băng. Ngoài ra, ICESat-2 vẫn là một nhiệm vụ trẻ và các thuật toán máy tính vẫn đang được cải tiến, điều này cuối cùng có thể thay đổi các phát hiện độ dày.
Petty chia sẻ thêm: “Tôi nghĩ rằng chúng ta sẽ học được nhiều điều từ việc có hai cách tiếp cận này để đo độ dày băng. Chúng có thể cho chúng ta một giới hạn trên và dưới trên độ dày băng biển, và câu trả lời đúng có lẽ nằm ở đâu đó. Có nhiều lý do tại sao ước tính ICESat-2 có thể thấp và lý do tại sao CryoSat-2 có thể cao và chúng tôi cần phải làm nhiều việc hơn để hiểu và đưa các phép đo này phù hợp với nhau.”
ICESat-2 có máy đo độ cao bằng laser, sử dụng các xung ánh sáng để đo chính xác chiều cao xuống khoảng một inch. Mỗi giây, thiết bị phát ra 10.000 xung ánh sáng chiếu ra khỏi bề mặt Trái đất và quay trở lại vệ tinh và ghi lại khoảng thời gian cần thiết để thực hiện chuyến đi khứ hồi đó. Ánh sáng phản chiếu chất đầu tiên mà nó chiếu vào, cho dù đó là nước mở, băng biển trần hay tuyết tích tụ trên đỉnh băng, vì vậy các nhà khoa học sử dụng kết hợp các phép đo ICESat-2 và các dữ liệu khác để tính độ dày băng biển.
Bằng cách so sánh dữ liệu ICESat-2 với các phép đo từ một vệ tinh khác, các nhà nghiên cứu cũng đã tạo ra các bản đồ dựa trên vệ tinh đầu tiên về lượng tuyết tích tụ trên băng biển Bắc Cực, theo dõi vật liệu cách điện này.
Ông Nathan Kurtz, phó nhà khoa học dự án ICESat-2 tại Trung tâm bay không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland, cho biết: “Gói băng biển Bắc Cực đã thay đổi đáng kể kể từ khi việc giám sát từ các vệ tinh bắt đầu từ hơn bốn thập kỷ trước” . “Độ chính xác phi thường và khả năng đo lường quanh năm của ICESat-2 cung cấp một công cụ mới thú vị để cho phép chúng tôi hiểu rõ hơn các cơ chế dẫn đến những thay đổi này và điều này có ý nghĩa gì cho tương lai.”
Với ICESat-2 và CryoSat-2 sử dụng hai phương pháp khác nhau để đo độ dày băng – một phương pháp đo đỉnh tuyết, bên kia là ranh giới giữa đáy lớp tuyết và đỉnh lớp băng – nhưng các nhà nghiên cứu nhận ra chúng có thể kết hợp cả hai để tính độ sâu của tuyết.
“Đây là lần đầu tiên chúng ta có thể có được độ sâu tuyết trên toàn bộ vùng băng biển của Bắc Băng Dương”, Ron Kwok, một nhà khoa học băng trên biển tại Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực của NASA ở Nam California và là tác giả của một nghiên cứu khác ở JGR Oceans cho biết . “Khu vực Bắc Cực là một sa mạc tuyết – nhưng những gì tuyết chúng ta có được là rất quan trọng về mặt khí hậu và băng biển cách nhiệt.”
Nghiên cứu cho thấy tuyết bắt đầu tích tụ chậm vào tháng 10, khi băng mới hình thành có trung bình khoảng 2 inch (5 cm) tuyết trên đó và băng nhiều tầng có tuyết trung bình 5,5 inch (14 cm). Tuyết rơi sau đó vào mùa đông vào tháng 12 và tháng 1 và đạt độ sâu tối đa vào tháng 4, khi băng tương đối mới có trung bình 6,7 inch (17 cm) và băng cũ hơn có tuyết trung bình 10,6 inch (27 cm) .
Khi tuyết tan vào mùa xuân, nó có thể bơi trên băng biển – những ao tan chảy đó hấp thụ nhiệt từ Mặt trời và có thể làm nóng băng nhanh hơn, chỉ là một trong những tác động của tuyết trên băng.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi NASA / Goddard Space Flight Center . Bản gốc được viết bởi Kate Ramsayer. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :