Arctisch zee-ijs helpt de aarde koel te houden, terwijl het heldere oppervlak de energie van de zon terug de ruimte in reflecteert. Elk jaar gebruiken wetenschappers meerdere satellieten en datasets om bij te houden hoeveel van de Noordelijke IJszee bedekt is met zee-ijs, maar de dikte ervan is moeilijker te meten. De eerste resultaten van NASA's nieuwe Ice Cloud en land Elevation Satellite-2 (ICESat-2) suggereren dat het zee-ijs met maar liefst 20% is uitgedund sinds het einde van de eerste ICESat-missie (2003-2009), in tegenstelling tot bestaande studies die aantonen dat de dikte van het zee-ijs de afgelopen tien jaar relatief constant is gebleven.

De dikte van het Arctische zee-ijs is in het eerste decennium van de 21e eeuw drastisch gedaald, zoals gemeten door de eerste ICESat-missie van 2003 tot 2009 en andere methoden. De CryoSat-2 van de Europese Ruimtevaartorganisatie, gelanceerd in 2010, heeft sindsdien een relatief constante dikte in Arctisch zee-ijs gemeten. Met de lancering van ICESat-2 in 2018, onderzoekers keken naar deze nieuwe manier om de dikte van het zee-ijs te meten om de studie van dit gegevensrecord vooruit te helpen.

"We kunnen niet alleen dikte krijgen van ICESat-2 zelf, maar we kunnen andere gegevens gebruiken om de meting af te leiden, " zei Petty. Bijvoorbeeld, de onderzoekers trekken de hoogte van de sneeuw op het zee-ijs af door computermodellen te gebruiken die de sneeuwval schatten. "De eerste resultaten waren zeer bemoedigend."

In hun studie hebben onlangs gepubliceerd in de Journal of Geophysical Research:Oceanen , Petty en zijn collega's maakten van oktober 2018 tot april 2019 kaarten van de dikte van het Arctische zee-ijs en zagen het ijs tijdens de winter dikker worden zoals verwacht.

Algemeen, echter, Uit berekeningen met ICESat-2 bleek dat het ijs in die periode dunner was dan wat onderzoekers hebben gevonden met behulp van CryoSat-2-gegevens. Petty's groep ontdekte ook een kleine maar significante daling van 20% in de dikte van het zee-ijs door de ICESat-2-metingen van februari/maart 2019 te vergelijken met die berekend met ICESat in februari/maart 2008 - een daling die de CryoSat-2-onderzoekers niet zien in hun gegevens.

Dit zijn twee heel verschillende benaderingen voor het meten van zee-ijs, Kleintje zei, elk met zijn eigen beperkingen en voordelen. CryoSat-2 heeft een radar om hoogte te meten, in tegenstelling tot de lidar van ICESat-2, en radar gaat meestal door sneeuw om de bovenkant van het ijs te meten. Radarmetingen zoals die van CryoSat-2 kunnen worden weggegooid door zeewater dat het ijs overstroomt, hij merkte. In aanvulling, ICESat-2 is nog een jonge missie en de computeralgoritmen worden nog verfijnd, hij zei, wat uiteindelijk de diktebevindingen zou kunnen veranderen.

"Ik denk dat we veel zullen leren van het hebben van deze twee benaderingen voor het meten van de ijsdikte. Ze geven ons misschien een boven- en ondergrens voor de dikte van het zee-ijs, en het juiste antwoord ligt waarschijnlijk ergens tussenin, "Zei Petty. "Er zijn redenen waarom ICESat-2-schattingen laag kunnen zijn, en redenen waarom CryoSat-2 hoog zou kunnen zijn, en we moeten meer werk doen om deze metingen te begrijpen en met elkaar in overeenstemming te brengen."

ICESat-2 heeft een laserhoogtemeter, die lichtpulsen gebruikt om de hoogte nauwkeurig te meten tot ongeveer een inch. Elke seconde, het instrument zendt 10 uit, 000 lichtpulsen die weerkaatsen van het aardoppervlak en terugkeren naar de satelliet en registreren de tijd die nodig is om die rondreis te maken. Het licht weerkaatst op de eerste substantie die het raakt, of dat nu open water is, kaal zee-ijs of sneeuw die zich op het ijs heeft opgehoopt, dus gebruiken wetenschappers een combinatie van ICESat-2-metingen en andere gegevens om de dikte van het zee-ijs te berekenen.

Door ICESat-2-gegevens te vergelijken met metingen van een andere satelliet, onderzoekers hebben ook de eerste satellietkaarten gemaakt van de hoeveelheid sneeuw die zich heeft opgehoopt op het Arctische zee-ijs, het volgen van dit isolatiemateriaal.

"Het Arctische zee-ijspakket is drastisch veranderd sinds het monitoren van satellieten meer dan vier decennia geleden begon, " zei Nathan Kurtz, ICESat-2 plaatsvervangend projectwetenschapper bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. "De buitengewone nauwkeurigheid en het hele jaar door meetvermogen van ICESat-2 biedt een opwindend nieuw hulpmiddel om ons in staat te stellen de mechanismen die tot deze veranderingen leiden, beter te begrijpen, en wat dit betekent voor de toekomst."

Met ICESat-2 en CryoSat-2 die twee verschillende methoden gebruiken om de ijsdikte te meten:de ene meet de bovenkant van de sneeuw, de andere de grens tussen de onderkant van de sneeuwlaag en de bovenkant van de ijslaag, maar onderzoekers realiseerden zich dat ze de twee konden combineren om de sneeuwdiepte te berekenen.

"Dit is de eerste keer dat we sneeuwdiepte kunnen krijgen over de hele ijslaag van de Noordelijke IJszee, " zei Ron Kwok, een zee-ijswetenschapper bij NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië en auteur van een andere studie in JGR Oceanen . "Het noordpoolgebied is een woestijn, maar de sneeuw die we krijgen is erg belangrijk voor het klimaat en het isolerende zee-ijs."

Uit de studie bleek dat de sneeuw zich in oktober langzaam begint op te bouwen, wanneer nieuw gevormd ijs gemiddeld ongeveer 5 centimeter sneeuw heeft en meerjarig ijs gemiddeld 14 cm sneeuw heeft. Sneeuwval neemt later in de winter toe in december en januari en bereikt zijn maximale diepte in april, wanneer het relatief nieuwe ijs gemiddeld 6,7 inch (17 cm) heeft en het oudere ijs gemiddeld 10,6 inch (27 cm) sneeuw heeft.

Als de sneeuw in de lente smelt, het kan zich ophopen op het zee-ijs - die smeltende vijvers absorberen warmte van de zon en kunnen het ijs sneller opwarmen, slechts een van de gevolgen van sneeuw op ijs.