In maart, het Arctische zee-ijspak zou zijn grootste omvang bereiken, maar dit jaar is het ver onder het gemiddelde, door een gebied ongeveer zo groot als Texas en New Mexico samen.

Satellietwaarnemingen onthullen momenteel hoeveel van het oceaanoppervlak bedekt is met ijs, maar er moet nog een kritische meting worden gedaan. Onderzoekers anticiperen al op het gebruik van NASA's Ice, Wolk en land Elevation Satellite-2, of ICESat-2, om zee-ijs te meten in de derde dimensie.

Satellieten meten sinds 1979 continu zee-ijs, en hebben de neerwaartse trend van de ijsmassa in kaart gebracht. Het bepalen van de dikte van het afgelegen zee-ijspakket, echter, is moeilijk met bestaande tools. En het is een essentiële meting. Dikker ijs is beter bestand tegen stormen, en kan jaren duren om op te bouwen. Veranderingen in de diepte van zee-ijs veranderen het zoutgehalte en de temperatuur van het water, die oceanische en atmosferische stromingen kunnen veranderen. Zee-ijs fungeert ook als een kap op de oceaan - het isoleert het van de atmosfeer - en speelt een sleutelrol bij het afkoelen van de planeet.

Sommige wetenschappers hebben de beschikbare satellietgegevens gebruikt om de leeftijd van het ijs te volgen, bepalen welke het meer dan twee zomers heeft overleefd en opgebouwd. Ze ontdekten dat het aantal oudere, dikker ijs neemt af. Maar met ICESat-2, wetenschappers zullen de hoogte van het zee-ijs direct kunnen meten, en bereken daaruit de dikte.

ICESat-2, gepland voor lancering in 2018, zal een laserinstrument gebruiken om de hoogte van het aardoppervlak wereldwijd te meten. Het zal de vegetatie bewaken, wateren en meer, maar met een focus op het meten van ijs- en sneeuwbedekking. Door een dichte reeks metingen te doen, de satelliet zal voldoende nauwkeurige informatie verzamelen voor wetenschappers om te meten hoe ver zee-ijs boven het oceaanoppervlak drijft, tot ongeveer 1 inch (3 centimeter).

"De vraag die we willen stellen met ICESat-2 is wat er gebeurt met de dikte van het ijs, " zei Sinead Farrell, een lid van het ICESat-2 wetenschapsdefinitieteam en poolwetenschapper aan de Universiteit van Maryland, Collegepark, Maryland. "We proberen de gezondheid van het pakijs in de gaten te houden, en een van de dingen die we heel graag willen doen, is ervoor zorgen dat we de ICESat-2-gegevens zo snel mogelijk in handen krijgen van wetenschappers en de wetenschappelijke gemeenschap."

De toestroom van gegevens van ICESat-2, beheerd door NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, zal een zegen zijn voor zee-ijsvoorspellers. Deze onderzoekers gebruiken observaties van het ijs om computermodellen te verbeteren die de omvang, dikte en andere omstandigheden van arctische ijsbedekking.

"Het is moeilijk om metingen te doen om ons model ertegen te valideren - het is duur om naar het noordpoolgebied te gaan en de omstandigheden zijn daar niet al te vriendelijk, " zei Pamela Posey, computerwetenschapper en zee-ijsmodelleur bij het U.S. Naval Research Laboratory in het Stennis Space Center van NASA, Mississippi. Ze is ook hoofdonderzoeker bij het Early Adopter-programma van ICESat-2, dat deel uitmaakt van een poging om de gemeenschap van belanghebbenden te bereiken voordat de satelliet wordt gelanceerd, de missiewetenschappers in staat stellen te begrijpen wat mogelijk is, of niet, voor andere onderzoekers om met de gegevens te doen. Het programma is ook bedoeld om mensen te helpen de gegevens sneller te gebruiken, nadat de satelliet is gelanceerd.

Posey werkt aan een model dat informatie opneemt over de huidige Arctische omstandigheden, en voorspelt de kenmerken van het zee-ijs voor de komende week. De marine verstrekt die informatie aan onderzeeërs en oppervlakteschepen - als onderzeeërs een noodgeval hebben en naar de oppervlakte moeten, ze moeten de dikte van het ijs boven hen weten, merkte ze op. En oppervlakteschepen moeten weten hoe dik ijs is om te bepalen of ze een pad door een bepaald gebied kunnen breken.

"Onze modellen lopen dagelijks en leveren een voorspelling voor zeven dagen op, "Zei Posey. "Hoe meer waarnemingen je in een model krijgt, hoe nauwkeuriger uw voorspelling zal zijn."

Ze gebruikt momenteel een afgeleid ijsdikteproduct van de Cryosat-satelliet van de ESA (European Space Agency) om in het model aan te sluiten, om te bepalen hoe de gegevens van ICESat-2 moeten worden gebruikt zodra ze beschikbaar zijn. Ze is van plan de metingen van ICESat-2 te vergelijken met de ijscondities die door het model worden voorspeld. om het computermodel te valideren en opnieuw in te stellen om de nauwkeurigheid in de toekomst te verbeteren.

Andreas Roberts, een onderzoeker en Early Adopter-hoofdonderzoeker bij de Naval Postgraduate School in Monterey, Californië, werkt ook om te zien hoe ICESat-2 computersimulaties van zee-ijs in verre streken kan verbeteren. Hij werkt aan verschillende problemen om zich voor te bereiden op de toestroom van gegevens over de hoogte van het zee-ijs - een daarvan is dat terwijl modellen simuleren wat het zee-ijs in het hele Noordpoolgebied doet, ICESat-2 zal individuele puntmetingen doen langs het pad van de satelliet, het creëren van informatiesporen die in overeenstemming moeten worden gebracht met de gegevens uit modellen, die in een raster staat.

Dus Roberts maakt een programma voor het computermodel dat een simulatie van zee-ijs zal produceren, alleen waar ICESat-2 meet, om de twee reeksen getallen beter te vergelijken.

"We hebben effectief gesimuleerd wat ICESat-2 zou zien, " zei Roberts. "Het is eigenlijk heel kieskeurig om te doen, en je moet een efficiënte manier bedenken om het te doen."

Roberts werkt ook aan het isoleren van de hoogte van het zee-ijs boven het oceaanoppervlak in het computermodel - de basismeting die ICESat-2 zal nemen - om de satelliet- en computergesimuleerde gegevens te kunnen vergelijken. Het is allemaal om modellen te kunnen verbeteren van wat er gaande is in het noordpoolgebied, hij zei.

De modellen worden gebruikt door de marine, rederijen en anderen, maar bieden ook een venster naar een afstandsbediening, complexe deel van de wereld. En zee-ijs heeft effecten die verder reiken dan zijn grenzen. Het fungeert als een airconditioner voor de hele wereld, reflecterend zonlicht dat anders in de oceaan zou worden geabsorbeerd. Het interageert met de atmosfeer en oceaanstromingen, weer- en klimaatsystemen die tot op lagere breedtegraden reiken. Het biedt seizoensgebonden habitat voor dieren in het wild, en jachtgebieden voor inheemse bevolkingsgroepen.

"Het Arctische zee-ijs verandert extreem snel, en we proberen te begrijpen waarom dat het geval is, ' zei Roberts.