Arktisk havis hjælper med at holde Jorden kølig, da dens lyse overflade reflekterer Solens energi tilbage i rummet. Hvert år bruger forskere flere satellitter og datasæt til at spore, hvor meget af det arktiske hav, der er dækket af havis, men dets tykkelse er sværere at måle. De første resultater fra NASAs nye Ice Cloud og land Elevation Satellite-2 (ICESat-2) tyder på, at havisen er blevet tyndere med så meget som 20 % siden afslutningen på den første ICESat-mission (2003-2009), i modsætning til eksisterende undersøgelser, der finde havisens tykkelse har været relativt konstant i det sidste årti.
Havisens tykkelse i Arktis faldt drastisk i det første årti af det 21. århundrede, målt ved den første ICESat-mission fra 2003 til 2009 og andre metoder. Den Europæiske Rumorganisations CryoSat-2, der blev opsendt i 2010, har målt en relativt ensartet tykkelse i arktisk havis siden da. Med lanceringen af ICESat-2 i 2018 kiggede forskere på denne nye måde at måle havisens tykkelse på for at fremme undersøgelsen af denne datapost.
"Vi kan ikke få tykkelse bare fra ICESat-2 selv, men vi kan bruge andre data til at udlede målingen," sagde Petty. For eksempel trækker forskerne højden af sne på toppen af havisen fra ved at bruge computermodeller, der estimerer snefald. "De første resultater var meget opmuntrende."
I deres undersøgelse, offentliggjort for nylig i Journal of Geophysical Research: Oceans, genererede Petty og hans kolleger kort over arktisk havis tykkelse fra oktober 2018 til april 2019 og så isen blive tykkere gennem vinteren som forventet.
Samlet set viste beregninger ved hjælp af ICESat-2 dog, at isen var tyndere i denne periode end hvad forskere har fundet ved hjælp af CryoSat-2-data. Pettys gruppe fandt også, at et lille, men signifikant fald på 20 % i havisens tykkelse ved at sammenligne februar/marts 2019 ICESat-2-målinger med dem, der blev beregnet ved hjælp af ICESat i februar/marts 2008 - et fald, som CryoSat-2-forskerne ikke ser i deres data.
Dette er to meget forskellige tilgange til at måle havis, sagde Petty, hver med sine egne begrænsninger og fordele. CryoSat-2 bærer en radar til at måle højden, i modsætning til ICESat-2's lidar, og radaren passerer for det meste gennem sne for at måle toppen af isen. Radarmålinger som dem fra CryoSat-2 kan blive slynget af havvand, der oversvømmer isen, bemærkede han. Derudover er ICESat-2 stadig en ung mission, og computeralgoritmerne bliver stadig forfinet, sagde han, hvilket i sidste ende kan ændre tykkelsesresultaterne.
"Jeg tror, vi kommer til at lære meget af at have disse to metoder til at måle istykkelsen. De giver os måske en øvre og nedre grænse for havisens tykkelse, og det rigtige svar er sandsynligvis et sted midt imellem," sagde Petty. "Der er grunde til, at ICESat-2 estimater kan være lave, og grunde til, at CryoSat-2 kunne være høj, og vi skal gøre mere for at forstå og bringe disse målinger i overensstemmelse med hinanden."
ICESat-2 har en laserhøjdemåler, som bruger lysimpulser til præcist at måle højden ned til omkring en tomme. Hvert sekund udsender instrumentet 10.000 lysimpulser, der hopper af Jordens overflade og vender tilbage til satellitten og registrerer, hvor lang tid det tager at foretage den rundtur. Lyset reflekterer det første stof, det rammer, uanset om det er åbent vand, bar havis eller sne, der har samlet sig oven på isen, så forskerne bruger en kombination af ICESat-2-målinger og andre data til at beregne havistykkelsen.
Ved at sammenligne ICESat-2-data med målinger fra en anden satellit har forskere også skabt de første satellitbaserede kort over mængden af sne, der har samlet sig på toppen af arktisk havis, og sporet dette isolerende materiale.
"Den arktiske havis har ændret sig dramatisk, siden overvågning fra satellitter begyndte for mere end fire årtier siden," sagde Nathan Kurtz, ICESat-2 viceprojektforsker ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "ICESat-2's ekstraordinære nøjagtighed og måleevne året rundt giver et spændende nyt værktøj, der giver os mulighed for bedre at forstå de mekanismer, der fører til disse ændringer, og hvad dette betyder for fremtiden."
Med ICESat-2 og CryoSat-2 bruger to forskellige metoder til at måle istykkelsen - den ene måler toppen af sneen, den anden grænsen mellem bunden af snelaget og toppen af islaget - men forskere indså, at de kunne kombinere de to for at beregne snedybden.
"Det er første gang nogensinde, at vi kan få snedybde på tværs af hele det arktiske havs havis," sagde Ron Kwok, en havis videnskabsmand ved NASA's Jet Propulsion Laboratory i det sydlige Californien og forfatter til en anden undersøgelse i JGR Oceans."Den arktiske region er en ørken - men den sne, vi får, er meget vigtig i forhold til klimaet og isolerende havis."
Undersøgelsen viste, at sne begynder langsomt at bygge sig op i oktober, hvor nydannet is har et gennemsnit på omkring 2 tommer (5 centimeter) sne på sig, og flerårig is har et gennemsnit på 5,5 tommer (14 cm) af sne. Snefaldet tager til senere på vinteren i december og januar og når sin maksimale dybde i april, hvor den relativt nye is har et gennemsnit på 6,7 tommer (17 cm), og den ældre is har et gennemsnit på 10,6 tommer (27 cm) sne..
Når sneen smelter om foråret, kan den samle sig på havisen - disse smeltedamme absorberer varme fra Solen og kan varme isen hurtigere op, blot en af påvirkningerne af sne på isen.
