ذوب شدن کلاهک قطبی اقیانوس منجمد شمالی و تاثیر آن بر کشتیرانی دریایی

در نیمه‌ی نخست فروردین ماه امسال، دانشمندان مرکز ملی اطلاعات برف و یخ(NSIDC)  در آمریکا به همراه پژوهشگران اقلیم‌شناسی سازمان ناسا گزارش دادند که وسعت یخ‌های اقیانوس منجمد شمالی به حداکثر میزان سالانه‌ی خود رسیده است. با این وجود، این بار نیز، همچون سال‌های گذشته، مساحت یخ‌های قطبی بسیار کمتر از حد متوسط سال‌های چند دهه پیش ​​می‌باشد. هر چهار مورد از کمترین رکوردهای ثبت شده که به کمک مشاهدات ماهواره‌ای از میزان وسعت یخ‌های قطبی بدست آمده است، همگی در چهار سال گذشته اتفاق افتاده است، که این خود ادامه‌ی یک دوره‌ی ده ساله در روند رو به کاهش پوشش یخ‌های قطبی در اقیانوس منجمد شمالی و آبراهه‌های اطراف آن است.

حداکثر و حداقل وسعت سالیانه‌ی کلاهک یخی در مناطق شمالگان کره‌ی زمین در طول ۴۰ سال گذشته به طور پیوسته کاهش یافته و در تمام این سال‌ها، درصد یخ‌های ضخیم چند ساله‌ نیز به طور چشمگیری کاهش پیدا کرده است. از طرفی این عقب‌نشینی مداوم و نازک شدن کلاهک یخی، باعث ایجاد فرصت مناسبی برای کشتیرانی در آب‌های اقیانوس منجمد شمالی شده است. در عین حال، فرصت ایجاد شده، نگرانی‌های جدی زیست محیطی را نیز برانگیخته است.

نقشه‌ی بالا، میانگین تراکم ​​یخ‌های قطبی را در اقیانوس منجمد شمالی در تاریخ ۲۶ اسفند ماه سال گذشته نشان می‌دهد. در آن تاریخ، وسعت یخ‌های قطبی به بیشینه‌ی سالیانه‌ی خود (۱۴/۴۸ میلیون مترمربع) رسید. مناطق روشن تر و به رنگ سفید در این نقشه، قسمت‌هایی از اقیانوس منجمد شمالی را نشان می‌دهد که با حداقل ۱۵ درصد یخ پوشیده شده است. این درصد، کمترین میزانی است که اندازه گیری‌هایماهواره‌ای را امکانپذیر کرده و مساحتی را تعریف می‌کند که از آن دانشمندان به عنوان "مساحت پوشیده از یخ‌های قطبی" یاد می‌کنند.

گرینلند در حال تیره‌تر شدن است

یخسار گرینلند

(برای مشاهده تصویر بزرگتر بر روی آن کلیک کنید)

سطح روشن یخسار^۱ گرینلند (Greenland) بیش از نیمی از نور خورشید تابیده شده بر روی آن را باز می‌تاباند. این خاصیت، در گذشته به ثبات یخسار کمک کرده است، به گونه ای که جذب کمتر نور خورشید به معنای حرارت پایین‌تر ورقه یخی و ذوب کمتر آن می‌باشد. با این حال، مشاهدات اخیر حاکی از کاهش این خاصیت بازتابی سطح یخسار گرینلند در طی دهه‌ی گذشته می‌باشد. این سطح تیره‌تر، در  حال حاضر، نور بیشتری را جذب می‌کند که موجب تسریع یخ‌کاست^۲ گرینلند می‌شود.

نقشه روبرو تفاوت بین مقدار نور خورشید منعکس شده از سطح گرینلند در تابستان سال ٢۰۱۱ در مقابل درصد متوسط ​​آن در بین سال‌های ۲۰۰۰ تا ۲۰۰۶ را نشان می‌دهد. تغییرات تقریبن در کل ورق یخی قابل مشاهده می‌باشد به گونه‌ای که در برخی مناطق، بازتابش نور خورشید نزدیک به ۲۰ درصد کمتر از متوسط یک دهه پیش است. این نقشه بر اساس مشاهدات ابزار تصویربردار ​​اسپکترورادیومتر میان کیفی (MODIS) نصب شده بر روی ماهواره TERRA و AQUA متعلق به NASA، تهیه شده است و به عنوان بخشی از گزارش سازمان ملی اقیانوسی و جوی ایالات متحده (NOAA) در ارتباط با قطب شمال، آماده شده است.

دانشمندان علوم آب و هوایی دیر زمانیست که کاهش بازتابش نور خورشید را در مناطق قطبی، در نتیجه‌ی افزایش دمای جهانی، پیش‌بینی کرده‌اند. افزایش دما، باعث ذوب برف و یخ و نتیجتن ظاهر شدن لایه‌ی تحتانی خاکی و گیاهی و یا آبی یخسار می‌شود که تیره‌تر بوده و نور بیشتری را جذب می‌کند. این پدیده به نوبه خود سبب تقویت گرم شدن بیشتر می‌شود. بیشتر الگوهای مشاهده شده در این نقشه، متناسب با پیش‌بینی‌ها می‌باشد. در واقع مناطق با ارتفاع کمتر و گرمتر، تیره‌تر از مناطق سردتر و مرتفع‌تر داخلی‌ می‌باشند. این پدیده هر ساله در تابستان که برف زمستانی از لبه یخسار عقب نشینی می‌کند، مشاهده می‌شود. حوضچه‌های تیره رنگ حاصل از آب ذوب شده بر روی سطح یخسار تشکیل و بعلاوه باد سبب جمع آوری ذرات گرد و غبار بر روی سطح آب می‌شود که به نوبه خود باعث کاهش بیشتر بازتابش نور تابیده شده خواهد شد.

.بلورهای یخی برف در دو حالت دمایی مختلف
(برای مشاهده تصویر بزرگتر بر روی آن کلیک کنید)

اما تیرگی در مناطق داخلی‌تر یخسار نیز به اندازه‌ی تغییرات در مناطق حاشیه‌ای قابل توجه می‌باشد که توجه جیسون باکس (Jason Box) از دانشگاه ایالتی اوهایو را به خود معطوف ساخته. وی هماکنون در حال تجزیه و تحلیل داده‌های مربوط به پارامترهای بازتابشی یخسار می‌باشد. 

مناطق مرتفع داخلی، نزدیک به سه کیلومتر بالاتر از سطح دریا قرار گرفته‌اند و در تابستان ذوب چندانی در این مناطق قابل مشاهده نیست. پس چرا این مناطق در حال تیره‌تر شدن می باشند؟ آنطور که Box توضیح می‌دهد، تیره‌تر شدن مناطق داخلی‌تر به دلیل تغییر در اندازه و شکل بلورهای یخی برف است. با افزایش درجه حرارت، دانه‌های برف انبوه‌تر شده و نور کمتری را نسبت به دانه‌های کوچکتر چندوجهی از خود منعکس می‌کنند (تصویر تهیه شده توسط میکروسکوپ الکترونی را مشاهده کنید). درجه حرارت بالاتر، لبه‌های تیز کریستال را گرد کرده و در نتیجه جذب نور خورشید توسط ذرات گردگوشه بیشتر از ذرات دندانه‌دار است.

۱) یخسار انبوهی از یخ‌های حاصل از یخچال طبیعی است که پهنه پیرامون خود را بپوشاند و از ۵۰۰۰۰ کیلومتر مربع بزرگ‌تر باشد.

۲) کاهش حجم یخسار بر اثر تبخیر یا ذوب شدن را اصطلاحن یخ‌کاست می‌گویند.

شفق بر فراز نروژ

در اوائل این ماه، یکی از بزرگترین شفق‌های قطبی در طول چند سال گذشته جلوه‌ پرشکوه خود را بر فراز سرزمین‌های شمالی همجوار بین دو کشور روسیه و نروژ در معرض نمایش گذاشت. در فیلم گاه‌گذری (Time-Lapse) که توسط Terje Sorgjerd تهیه شده است، شفق‌های قطبی به زیبایی بر فراز مناطق پوشیده از برف، درختان، ابرها، کوه‌ها، و دریاچه‌های اطراف شهر کرکنس نروژ به جریان درآمدند. بسیاری از این شفق‌ها به رنگ سبز دیده می‌شوند که دلیل آن برخورد ذرات پر انرژی بادهای خورشیدی به لایه‌های فوقانی جو زمین می‌باشد. در طی این فرآیند، مولکول‌های اکسیژن موجود در جو به پیشواز الکترون‌های سرگردان می‌روند و این پدیده باعث درخشش مولکول‌های اکسیژن در آسمان می‌شود. رنگ‌های قابل توجه دیگری نیز که گهگاه دیده می‌شوند، ناشی از برانگیخته شدن اتم‌های نیتروژن طی فرآیندی مشابه می‌باشد. در سکانس‌های بعدی، ماه و ستارگان نیز در حال بالا آمدن هستند که با توجه به اینکه انتظار می‌رود خورشید در طی سال‌های آینده فعال‌تر شود، فرصت دیدن چنین شفق‌های تماشایی، حتی از مناطقی نزدیک‌تر به مدارهای میانی‌تر بیشتر خواهد بود.