Тренды уровня Северного Ледовитого океана по спутниковым данным

Необходимость наблюдения за уровнем моря была исторически обусловлена хозяйственной деятельностью человека, в том числе развитием мореплавания. Арктика играет значительную роль в климатической системе Земли. В работе предлагается анализ особенностей изменчивости уровня Северного Ледовитого океана (СЛО).
С появлением спутниковой альтиметрии океана в 1992 г. точность оценок среднего уровня существенно увеличилась. Современные альтиметрические данные в основном покрывают область океана от 66° с.ш. до 66° ю.ш. Нехватка данных затрудняет изучение изменчивости уровня СЛО. Значительная его часть к тому же постоянно занята ледовым покровом, ограничивая использование спутниковой информации о температуре поверхности моря и данных буев-профилемеров Argo и осложняя развитие наблюдательных систем в Арктическом бассейне.
В 2002 г. в рамках проекта Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) был запущен спутник, по данным которого стало возможным рассчитать массу воды в океане, атмосфере и ледниках, а также влагозапас суши, что позволило оценить баристатическую составляющую уровня океана. Использование данных спутника GRACE позволяет оценить изменчивость баристатической компоненты уровня моря, обусловленной вариациями массы воды.
Сопоставление данных GRACE с данными альтиметрии об уровне моря позволяет рассчитать коэффициенты линейного тренда стерического уровня моря, которые хорошо согласуются с независимыми оценками тренда, полученными на основе данных гидрологических зондирований и буев-профилемеров Argo.
В работе оценены коэффициенты трендов уровня СЛО и проведены их сопоставления с линейными трендами уровня моря по данным береговых измерителей. Также получены линейные тренды баристатической и стерической компонент уровня.
Линейный тренд среднего уровня СЛО по данным альтиметрии составил 2.22 ± 0.40 мм/год для 95%-го доверительного интервала, что меньше тренда среднего уровня Мирового океана, равного 3.0–3.3 мм/год. В СЛО также отмечено увеличение тренда после 2004 г., как и в Мировом океане. Для СЛО данные GRACE сопоставлялись c данными донного мареографа за 2005–2014 гг. в точке с координатами 89.97° с.ш.; 33° з.д. Коэффициент корреляции составил 0.81, а среднеквадратичное отклонение между ними – 3.42 см при 95%-ном доверительном интервале. За 2005–2014 гг. линейный тренд для данных донного мареографа составил 2.5 ± 1.2 мм/год и 4.8 ± 0.9 мм/год для данных GRACE, а для стерического уровня тренд был отрицательным (–2.3 мм/год).
Для СЛО по данным GRACE положительные аномалии баристатического уровня выделены в районе Норвегии и в Восточно-Сибирском море, отрицательные – в районе Гренландии. Эти области согласуются со схемой течений в СЛО и районами поступления пресных вод от таяния ледников Гренландии и стока сибирских рек. В Норвежском море выделен положительный тренд около 1 мм/год, в западной части Баренцева моря тренд нулевой, а в восточной – слабый отрицательный (около –2 мм/год). В море Лаптевых, Восточно-Сибирском и Чукотском морях выделяется положительный тренд 1–5 мм/год, а около Гренландии – значительный отрицательный тренд в диапазоне –10 / –20 мм/год.