1234

Przewidziany na kilka lat eksperyment GRACE pozwoli zaobserwować zmiany w modelowym rozkładzie pola grawitacyjnego. Jak wspomniano, zmiany te mogą być wywołane różnymi przyczynami, w tym zmianą masy lądolodu. Pomiar pola grawitacyjnego za pomocą wspomnianej metody jest tak dokładny, że zauważone zostaną już centymetrowe zmiany grubości lądolodu.

Do badań lądolodów został zaprojektowany także inny satelita - ICEsat. Został on wprowadzony 12 stycznia 2003 r. na prawie biegunową orbitę, przebiegającą na wysokości około 600 km nad powierzchnią Ziemi. Na jego pokładzie znajduje się wysokościomierz laserowy GLAS - Geoscience Laser Altimeter System. Urządzenie to jest przeznaczone do badania topografii powierzchni lądolodów i jej zmian. Położenie satelity w przestrzeni jest określane na podstawie danych dostarczanych przez precyzyjny system pozycjonowania. Laser wysyła w kierunku Ziemi wiązkę promieniowania, której ślad na powierzchni terenu ma średnicę około 70 m. Z tej to powierzchni odbija się promieniowanie i powraca do satelity, co pozwala określić odległość między orbitą satelity a terenem, nad którym on w danej chwili przelatuje. Kolejna wiązka promieniowania trafia na powierzchnię terenu w odległości 175 m od poprzedniej. Na podstawie serii takich pomiarów można odtworzyć profil powierzchni lądolodów z centymetrową dokładnością. Należy podkreślić, że pomiary laserowe są ponad 100 razy dokładniejsze od pomiarów prowadzonych za pomocą altymetrii radarowej (Icesat, 2004).

Kurczenie się lodowców

Obserwacje satelitarne, a także badania prowadzone z samolotów wskazują, że zmianom podlega nie tylko pak lodowy. Jeszcze w epoce „przedsatelitarnej”, prawie 50 lat temu, zauważono, że kurczą się lodowce Alaski. W ciągu ostatnich 10 lat tempo ich zanikania zwiększyło się aż trzykrotnie. Zdjęcia lotnicze lodowca Muir w południowo-wschodniej Alasce pozwoliły na stwierdzenie, że w okresie od 1973 r. do 1986 r., a więc w ciągu 13 lat lodowiec ten cofnął się o ponad 7 000 m. (NASA, 1999). Podobne zjawisko zaobserwowano w przypadku wielu innych lodowców, nie tylko alaskańskich, ale także w Alpach i Himalajach, gdzie tempo zaniku jest nawet większe. Zauważono również, że czapy lodowe w peruwiańskich Andach kurczą się obecnie 40 razy szybciej niż w latach 60. ubiegłego wieku. Zdaniem badaczy amerykańskich lodowce górskie w obszarach tropikalnych mogą całkowicie zaniknąć w ciągu najbliższych 15 lat. Jest to niewątpliwie efektem ocieplania się klimatu (Morell, 2004). Badania lodowców grenlandzkich prowadzone przez pracowników Służby Geologicznej USA, a także ośrodków naukowych NASA wykazały, że lodowce te, topniejąc, dostarczają tyle wody do morza, że ma to istotny wpływ na wzrost jego poziomu. Warto przy tym podkreślić, że jeden z lodowców grenlandzkich - Jakobshavn, będący najszybciej poruszającym się lodowcem świata, sam dostarcza tyle wody, że jego udział w przyroście poziomu morza ocenia się na 4% (NASA, 2004).

Kliknij, aby zobaczyć powiększenie
Rys. 5. Zmiany lodowca Larsena na Półwyspie Antarktycznym w latach 1992-2002. Zdjęcia wykonane przez satelitę ERS (Europejskiej Agencji Kosmicznej).

Pomiary temperatury powietrza w Arktyce wskazują, że średnia temperatura powietrza w ciągu ostatnich 30 lat rosła w tempie 0,5° na 10 lat. Najnowsze dane wskazują na 2-3 stopniowe ocieplenie od 1986 r. Badania rdzeni lodowych dowodzą natomiast, że w wielu obszarach świata jest dziś cieplej niż w ciągu ostatnich 2 000 lat (Morell, 2004), a przełom XX i XXI w. okazał się najcieplejszym okresem od 400 lat (Sturm i in. 2003).

Również na Antarktydzie obserwuje się duże zmiany lądolodu. Kontynent ten był stale obrazowany od początku misji satelitów mikrofalowych ERS Europejskiej Agencji Kosmicznej, jak również przez satelitę Radarsat. Ten ostatni w okresie wrzesień- październik 1997 r. wykonał pierwsze zdjęcia całego kontynentu antarktycznego z rozdzielczością przestrzenną 25 m. Na ich podstawie opracowano pierwszą fotomapę Antarktydy. Wiele zdjęć Antarktydy wykonały również satelity ERS. Satelita ERS-1 sfotografował w 1992 r. szelfowy lodowiec Larsena na Półwyspie Antarktycznym. Kolejne zdjęcie wykonane w dziesięć lat później ujawniło, że lodowiec ten cofnął się o ponad 100 km (Rys. 5).

Trzydziestoletnie badania satelitarne lodów morskich pokazały, że podczas gdy na półkuli północnej lód topnieje, na półkuli południowej jego powierzchnia się zwiększa. Jednak w latach 1973-1977 nastąpiło tak dramatyczne zmniejszenie się powierzchni lodów wokół Antarktydy, że mimo obserwowanego w ostatnich latach zwiększania się obszaru paku lodowego, przyrost tej powierzchni w ciągu trzydziestu lat wykazuje saldo ujemne. Warto zaznaczyć, że również lądolód antarktyczny wykazuje zmiany swej powierzchni. Zmiany te są jednak niesymetryczne. O ile we wschodniej Antarktydzie następuje przyrost powierzchni lądolodu, to w części zachodniej obserwuje się jej zmniejszanie (NASA, 2004). Geneza tego zjawiska nie jest wyjaśniona.

Teledetekcja satelitarna, wprzęgnięta do badań obszarów podbiegunowych od ponad trzech dziesięcioleci, dostarczyła już wielu niepodważalnych dowodów świadczących o stale zmniejszającej się powierzchni lodu morskiego, szczególnie w Arktyce. To zjawisko jest silnie skorelowane z wynikami pomiarów meteorologicznych, które wskazują na wzrost średniej temperatury globu ziemskiego. Nie ulega więc wątpliwości, że zanik pokrywy lodowej wynika ze wzrostu temperatury powietrza. Badania obszarów podbiegunowych z wykorzystaniem nowszych technik satelitarnych ujawniają zmniejszanie się grubości lądolodu, co prowadzi do zwiększenia się ilości wody doprowadzanej do mórz i oceanów. Ten fakt z kolei wpływa na wzrost poziomu morza. Prowadzone od pewnego czasu pomiary poziomu mórz wskazują również na jego tendencje wzrostową, co, przy zachowaniu stałości tego procesu, już w tym stuleciu może mieć tragiczne skutki dla wielu obszarów nie tylko nadmorskich. Nie ma, niestety, żadnych przesłanek, na podstawie których można by sądzić, jak długo może trwać proces ocieplania klimatu i towarzyszące mu skutki obserwowane m.in. w obszarach polarnych. Jednak, biorąc pod uwagę fakt, że takie zjawiska miały już miejsce w historii Ziemi, można wnioskować, że i tym razem będzie to proces przejściowy o niemożliwym do ustalenia okresie trwania.

Przypisy
1. Satelity pracujące w systemie pasywnym rejestrują promieniowanie odbijane lub emitowane przez obiekty znajdujące się na powierzchni Ziemi, natomiast satelity pracujące w systemie aktywnym mają własne źródło promieniowania.
 
Literatura
Andel van T.J., 1997. Nowe spojrzenie na starą planetę. Zmienne oblicze Ziemi. Wydawnictwo Naukowe PWN.
ICESat., 2004. The Ice, Cloud and Elevation Satellite. http://icesat.gsfc.nasa.gov
Marten M., Chesterman J., 1980. The Radiant Universe. Electronic Images from Space. Scarborough, Ontario, Canada.
Morell V., 2004. Globalne ocieplenie. National Geographic. Polska, nr 12 (63).
Nagler T., Rott H., 1998. Overview of Current and Planed Spaceborne Earth Observation Systems. Joint Research Centre. Space Applications Institute.
NASA, 1999. Ice. Earth Science Enterprise and its Earth Observing System. GSFC.
NASA, 2003. Facts. Studying the Earth's Gravity from Space. The Gravity Recovery and Climate Experiment (Grace). GSFC, Greenbelt, Maryland
NASA, 2004: Eyes Ice Changes Around Earth's Frozen Caps. http://earthobservatory.nasa.gov
NASA/GSFC, CNES, 2001. Altimeters chart water level. Observing the oceans from space.
NOAA Satellite and Information Services. Defence Meteorological Satellite Program. http://dmsp.ngdc.noaa.gov
Parkinson C.L., 1987. Arctic sea ice 1973-1976. Satellite passive microwaves observations. NASA, Washington.
Parkinson C.L., Cavalieri D.J., Gloersen H.J., Zwolly J.C., Comiso J., 1999. Arctic sea ice extents, areas, and trends, 1978-1996. Journal of Geophysical Research, nr 104.
Parkinson, C.L., Rothrock D.A., Scambos T., 2000. Climate Change in the Arctic and Antarctic: The Latest Observational Evidence on Changes in Sea and Ice Shelves. Proceedings USGCRP Seminar. Washington.
Shuchman R.A., Kasischke E.S. 1979. The detection of oceanic bottom topographic features using Seasat Synthetic Aperture Radar Imagery. Proceedings of the 13 International Symposium on Remote Sensing of Environment. Vol. 3. Environmental Research Institute of Michigan. Ann Arbor.
Sturm M., Perovich D.K., Serreze M.C., 2003. Roztopy na Północy. Świat Nauki, nr 11.
 
 
1234
powrót na górę strony
Wykład
Zmiany pokrywy lodowej na globie ziemskim
Strona
4/4
Autor
Wydział Geografii i Studiów Regionalnych Uniwersytetu Warszawskiego
Kliknij nazwisko autora, aby zobaczyć notkę biograficzną w serwisie Nauka Polska