Bản đồ Greenland với sự thay đổi nhiệt độ. Tín dụng hình ảnh: ESA. Nhấn vào đây để phóng to.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu có giá trị hơn một thập kỷ từ các máy đo độ cao radar trên các vệ tinh ESA ES ERS để tạo ra bức tranh chi tiết nhất về sự thay đổi độ dày của khối băng Greenland.
Một nhóm do Na Uy dẫn đầu đã sử dụng dữ liệu ERS để đo lường sự thay đổi độ cao trong Dải băng Greenland từ năm 1992 đến 2003, tìm thấy sự tăng trưởng gần đây trong các phần bên trong ước tính khoảng sáu centimet mỗi năm trong thời gian nghiên cứu. Nghiên cứu này sẽ được xuất bản bởi Tạp chí Khoa học vào tháng 11, đã được công bố trên Tạp chí Khoa học trực tuyến vào ngày 20 tháng 10.
Máy đo độ cao radar của ERS hoạt động bằng cách gửi 1800 xung radar xuống Trái đất mỗi giây sau đó ghi lại tiếng vang của chúng mất bao lâu để bật trở lại 800 km đến nền tảng vệ tinh. Bộ cảm biến lần lượt hành trình xung nhịp của nó xuống dưới một nano giây để tính khoảng cách đến hành tinh bên dưới với độ chính xác tối đa là hai cm.
ESA đã có ít nhất một máy đo độ cao radar hoạt động trên quỹ đạo cực kể từ tháng 7 năm 1991, khi ERS-1 được phóng. Tàu vũ trụ quan sát trái đất đầu tiên của ESA đã được ERS-2 tham gia vào tháng 4 năm 1995, sau đó là vệ tinh Envisat mười dụng cụ vào tháng 3/2002.
Kết quả là một bộ dữ liệu dài hạn có giá trị về mặt khoa học bao gồm các đại dương và vùng đất cũng như các vùng băng - có thể được sử dụng để làm giảm sự không chắc chắn về việc liệu các tảng băng trên mặt đất đang phát triển hay thu hẹp lại khi mối lo ngại gia tăng về ảnh hưởng của sự nóng lên toàn cầu.
Dải băng bao phủ hòn đảo Greenland lớn nhất Trái đất có diện tích 1 833 900 km2 và độ dày trung bình 2,3 km. Đây là nơi tập trung nước ngọt đông lạnh lớn thứ hai trên Trái đất và nếu nó làm tan hoàn toàn mực nước biển toàn cầu sẽ tăng lên tới bảy mét.
Dòng nước ngọt tràn vào Bắc Đại Tây Dương từ bất kỳ sự gia tăng tan chảy nào từ Dải băng Greenland cũng có thể làm suy yếu Dòng Vịnh, có khả năng ảnh hưởng nghiêm trọng đến khí hậu của Bắc Âu và thế giới rộng lớn hơn.
Những nỗ lực để đo lường sự thay đổi của khối băng Greenland bằng cách sử dụng các quan sát tại hiện trường, máy bay và vệ tinh đã cải thiện kiến thức khoa học trong thập kỷ qua, nhưng vẫn chưa có đánh giá đồng thuận về cân bằng khối lượng chung của khối băng. Tuy nhiên, có bằng chứng về sự tan chảy và mỏng đi ở các khu vực cận biên ven biển trong những năm gần đây, cũng như các dấu hiệu cho thấy các sông băng ở Greenland lớn có thể tăng, có thể là do biến đổi khí hậu.
Ít được biết đến là những thay đổi xảy ra trong khu vực bên trong cao lớn của dải băng. Do đó, một nhóm các nhà khoa học quốc tế - từ Trung tâm Viễn thám và Môi trường Nansen của Na Uy (NERSC), Trung tâm Nghiên cứu Đại dương và Hải dương học Toàn cầu Mohn-Sverdrup và Trung tâm Nghiên cứu Khí hậu của Bjerknes, Trung tâm Viễn thám và Môi trường Quốc tế Nansen của Nga và Hoa Kỳ 'Trung tâm nghiên cứu phân tích hệ thống môi trường - đã buộc phải rút ra và phân tích bộ dữ liệu liên tục dài nhất về các quan sát đo độ cao vệ tinh của độ cao Greenland Ice Sheet.
Bằng cách kết hợp hàng chục triệu điểm dữ liệu từ ERS-1 và ERS-2, nhóm đã xác định các mô hình không gian của các biến thể độ cao bề mặt và thay đổi trong khoảng thời gian 11 năm.
Kết quả là một bức tranh hỗn hợp, với mức tăng ròng 6,4 cm mỗi năm ở khu vực bên trong trên độ cao 1500 mét. Dưới độ cao đó, tốc độ thay đổi độ cao là âm 2,0 cm mỗi năm, phù hợp rộng rãi được báo cáo là mỏng dần trong lề của tảng băng. Tuy nhiên, xu hướng dưới 1500 mét không bao gồm các khu vực cận biên dốc cao, nơi dữ liệu đo độ cao hiện tại không thể sử dụng được.
Mức tăng trung bình theo không gian là 5,4 cm mỗi năm trong khu vực nghiên cứu, khi được điều chỉnh để nâng cao thời kỳ hậu băng hà của lớp vỏ dưới lớp băng. Những kết quả này rất đáng chú ý vì chúng trái ngược với những phát hiện khoa học trước đây về sự cân bằng trong băng cao độ Greenland.
Nhóm nghiên cứu, dẫn đầu bởi Giáo sư Ola M. Johannessen của NERSC, đã mô tả sự tăng trưởng bên trong của Dải băng Greenland này để tăng lượng tuyết rơi liên quan đến sự thay đổi trong hoàn lưu khí quyển khu vực được gọi là Dao động Bắc Đại Tây Dương (NAO). Được phát hiện lần đầu tiên vào những năm 1920, NAO hoạt động theo cách tương tự như hiện tượng El Niño ở Thái Bình Dương, góp phần gây ra biến động khí hậu trên khắp Bắc Đại Tây Dương và Châu Âu.
So sánh dữ liệu của họ với chỉ số của NAO, các nhà nghiên cứu đã thiết lập mối quan hệ trực tiếp giữa thay đổi độ cao của khối băng Greenland và các pha tích cực và tiêu cực mạnh của NAO trong mùa đông, phần lớn kiểm soát các kiểu nhiệt độ và lượng mưa trên Greenland.
Giáo sư Johannessen nhận xét: Từ mối tương quan tiêu cực mạnh mẽ này giữa thay đổi độ cao mùa đông và chỉ số NAO, cho thấy vai trò của mùa đông và NAO đối với sự thay đổi độ cao - một ký tự đại diện trong kịch bản cân bằng khối lượng băng Greenland dưới sự nóng lên toàn cầu.
Ông cảnh báo rằng sự tăng trưởng gần đây được tìm thấy trong cuộc khảo sát đo độ cao của radar không nhất thiết phản ánh xu hướng dài hạn hoặc tương lai. Với sự thay đổi tự nhiên trong chu kỳ khí hậu vĩ độ cao bao gồm NAO rất lớn, ngay cả một bộ dữ liệu dài 11 năm vẫn còn ngắn.
Rõ ràng cần phải tiếp tục theo dõi bằng cách sử dụng các máy đo độ cao vệ tinh mới và các quan sát khác, cùng với các mô hình số để tính toán ngân sách khối lượng Greenland Ice Sheet, ông Johann Johannessen nói thêm.
Các nghiên cứu mô hình về cân bằng khối lượng băng Greenland dưới sự nóng lên toàn cầu của nhà kính đã chỉ ra rằng nhiệt độ tăng lên khoảng 3 CC dẫn đến thay đổi cân bằng khối lượng dương ở độ cao cao - do tích tụ tuyết - và âm ở độ cao thấp - do tuyết tan quá mức tích lũy.
Những mô hình như vậy đồng ý với kết quả quan sát mới. Tuy nhiên, sau khi đạt đến ngưỡng đó, có khả năng trong vòng một trăm năm tới, tổn thất do tan chảy sẽ vượt quá tích lũy từ sự gia tăng tuyết rơi - sau đó sự tan vỡ của khối băng Greenland sẽ xảy ra.
Một bài báo được xuất bản trên Science vào tháng 6 năm nay đã trình bày chi tiết kết quả phân tích tương tự của khối băng Nam Cực dựa trên dữ liệu đo độ cao radar của ERS, được thực hiện bởi một nhóm do Giáo sư Curt Davis của Đại học Missouri-Columbia thực hiện.
Kết quả cho thấy sự dày lên ở Đông Nam Cực theo thứ tự 1,8 cm mỗi năm, nhưng mỏng dần trên một phần đáng kể của Tây Nam Cực. Dữ liệu không có sẵn cho phần lớn Bán đảo Nam Cực, do sự suy yếu của dải băng gần đây do sự nóng lên của khí hậu khu vực, một lần nữa vì những hạn chế trong hiệu suất đo độ cao của radar hiện tại.
Nhiệm vụ ESoS của CryoSat, bị mất trong khi phóng vào ngày 8 tháng 10, mang theo máy đo độ cao radar đầu tiên trên thế giới được chế tạo để sử dụng cho cả băng trên mặt đất và trên biển. Trong bối cảnh các dải băng trên mặt đất, CryoSat sẽ có khả năng thu thập dữ liệu trên các dải băng dốc đứng mà không nhìn thấy được đối với các máy đo độ cao radar hiện tại - đây là những khu vực xảy ra tổn thất lớn nhất.
Những nỗ lực hiện đang được tiến hành để điều tra khả năng chế tạo và bay CryoSat-2, với quyết định sẽ được đưa ra vào cuối năm nay. Trong khi đó, hồ sơ khí hậu có giá trị về sự thay đổi dải băng được thiết lập bởi ERS và Envisat sẽ tiếp tục được gia hạn.
Nguồn gốc: ESA News Release
