En octubre de 2019, Los científicos atraparon un barco lleno de equipos en el hielo marino del Ártico con la intención de navegar por el Océano Ártico durante un año completo. recopilación de datos sobre las regiones polares y los témpanos de hielo marino. Sin embargo, un nuevo estudio indica que existe la posibilidad de que la expedición se desvanezca meses antes de la meta de fin de año.

El equipo de investigación MOSAiC (Observatorio multidisciplinario a la deriva para el estudio del clima ártico) pasó por una extensa preparación y capacitación para la expedición, incluido el análisis de las condiciones históricas. La nueva investigación muestra, sin embargo, que las condiciones del Ártico han cambiado tan rápidamente que es posible que el pasado ya no sea una guía para el presente.

Los científicos del Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR) han utilizado un conjunto de múltiples ejecuciones de modelos climáticos para simular condiciones a lo largo de rutas potenciales para la expedición polar. utilizando las condiciones actuales en el "nuevo Ártico". Los resultados sugieren que el hielo marino más delgado puede llevar al barco más lejos de lo esperado en comparación con las condiciones históricas y el hielo marino alrededor del barco puede derretirse antes de la meta de 12 meses. De las 30 ejecuciones del modelo analizadas en el nuevo estudio, cinco (17%) mostraron fusión en menos de un año.

La investigación, publicado en la revista La criosfera , fue financiado por la National Science Foundation, que es el patrocinador de NCAR. Los coautores del estudio son de la Universidad de Colorado Boulder y del Instituto Cooperativo de Investigación en Ciencias Ambientales de la escuela, así como el Dartmouth College y la Universidad de Alaska Fairbanks.

El conjunto de 30 ejecuciones del modelo utilizó las condiciones climáticas actuales y reflejó la amplitud de las formas en que se podría formar el hielo marino, deriva, y derretirse en un clima de 2020. El estudio no incorporó las condiciones del hielo de 2019 y no es un pronóstico de la trayectoria que el barco tomará durante su expedición de un año.

"El objetivo de MOSAiC es comprender el nuevo Ártico y cómo han cambiado las cosas en los últimos 10 años, "dijo Alice DuVivier, un científico del clima de NCAR y autor principal del nuevo estudio. "Este modelo nos da una comprensión del rango de posibilidades de deriva que la expedición podría enfrentar en el nuevo régimen de hielo".

Los científicos han estado recopilando datos sobre la extensión del hielo marino del Ártico, que puede cubrir millones de millas cuadradas en invierno, desde 1979 cuando los satélites comenzaron a capturar los cambios anuales en la capa de hielo. "Los cambios en el sistema ártico son tan increíblemente rápidos que incluso nuestras observaciones satelitales de hace 15 años son diferentes al Ártico actual, "dijo Marika Holland, Científico del NCAR y coautor del estudio. "Ahora hay hielo más fino, que se mueve más rápido, y hay menos capa de nieve. Es un régimen de hielo totalmente diferente ".

Yendo con el témpano

Para comparar las diferencias entre el "Ártico antiguo" y el "Ártico nuevo", "los científicos crearon huellas de témpanos de hielo para el barco de la expedición, un rompehielos de investigación alemán llamado Polarstern, utilizando el modelo de hielo marino en el Modelo de Sistema Terrestre Comunitario (CESM) basado en NCAR. Primero, los científicos ejecutaron 28 pistas modelo basadas en datos históricos de satélites de las condiciones del hielo marino. Luego compararon los resultados con 30 pistas modelo bajo los jóvenes, delgada, y condiciones de hielo ártico más estacionales que reflejan más las condiciones recientes.

En estas condiciones del "nuevo Ártico", los témpanos de hielo se movían más rápidamente, por lo que sus caminos se extendían más lejos y variaban más entre sí en comparación con los caminos del "antiguo Ártico", que incluyen hielo marino más grueso y más corto, pistas más lentas.

Más destacado, el estudio encuentra que en el escenario ártico estacional, El 17% de las pistas simuladas muestran al Polarstern derritiéndose del hielo por completo, meses antes de la línea de meta de octubre de 2020. El modelo corre estimado el 29 de julio de 2020, como la fecha de fusión potencial más temprana, destacando que el Ártico actual tiene un mayor riesgo de eventos extremos, como derretimiento. A diferencia de, ninguna de las pistas ejecutadas con los datos históricos del satélite mostró un escenario de fusión.

Si bien los resultados brindan información adicional sobre el resultado potencial del camino de MOSAiC, las ejecuciones del modelo no son un pronóstico de la trayectoria de la expedición, dijo DuVivier, quienes presentaron los resultados del estudio al equipo científico de MOSAiC mientras se preparaban para la campaña. Bastante, Los resultados son una forma de explorar los muchos escenarios que podría enfrentar un barco en el transcurso del viaje en el clima actual. "El modelado es una forma de explorar muchos mundos, ", dijo DuVivier." La experiencia previa no siempre es indicativa de lo que va a suceder ".

Por la primera fase de la expedición, en otoño de 2019, los investigadores ya habían encontrado condiciones de hielo delgado, habiendo luchado inicialmente para encontrar un témpano de hielo lo suficientemente grueso para anclar el Polarstern, y experimentar tormentas que han desafiado la expedición. Según el Centro Nacional de Datos de Nieve y Hielo, el hielo marino del Ártico en 2019 alcanzó el segundo mínimo más bajo en el récord de satélites, lo que significa que la expedición comenzó en condiciones de hielo extremadamente bajas.

Desde entonces, la trayectoria actual del barco se ha desviado más de lo esperado. "Los experimentos del modelo de este estudio tienen pistas comparables a lo que ha estado experimentando el Polarstern en los últimos meses, ", dijo DuVivier." No estamos haciendo una predicción para la expedición, pero ese tipo de pistas se desvanecen temprano en nuestro modelo climático ".

El tiempo dirá cuál será la ruta y el destino definitivos del Polarstern, pero la expedición seguirá proporcionando a los científicos una gran cantidad de datos. En última instancia, la información será enormemente beneficiosa para mejorar los modelos climáticos como el CESM y ayudar a los científicos a comprender los cambios en el Ártico que las futuras expediciones polares pueden seguir observando.

"Es por eso que necesitamos MOSAiC. Los modelos pueden informar este tipo de campañas y estas campañas informarán a nuestros modelos, "dijo Holanda, que tiene su propio proyecto en la expedición MOSAiC, recopilar datos sobre la nieve en el hielo marino y el calentamiento de la capa superior del océano que afecta el espesor del hielo marino.

"No tenemos muchas observaciones nuevas en este nuevo régimen, y esto será fundamental para nuestra comprensión futura del Ártico, "dijo Holanda.