Сколько льда содержится в мировых ледниках? И где именно он находится? Новое исследование, проведенное Венецианским университетом Ка' Фоскари в сотрудничестве с Институтом полярных наук Национального исследовательского совета Италии (CNR-ISP), представляет обновленную глобальную карту объема ледников.
В исследовании, опубликованном в Scientific Data, представлена модель машинного обучения IceBoost v2.0, разработанная Никколо Маффеццоли, физиком и исследователем из Венецианского университета Ка' Фоскари. IceBoost v2.0 была обучена на 7 миллионах измерений толщины льда, собранных на ледниках по всему миру. Модель объединяет эти наблюдения с 26 физическими и геометрическими переменными (включая топографический уклон и кривизну, скорость движения льда и температуру), чтобы по точкам реконструировать толщину льда и объем каждого ледника, включенного в Реестр ледников Рэндольфа — самую актуальную в мире глобальную базу данных о ледниках, за исключением полярных ледниковых щитов.
Согласно новым оценкам, в ледниках мира содержится примерно 150 000 кубических километров льда, что эквивалентно 32,3 сантиметра глобального среднего повышения уровня моря, если бы они полностью растаяли (без учета Антарктиды и Гренландии). Хотя эта цифра соответствует предыдущим глобальным оценкам, IceBoost v2.0 дает гораздо более реалистичную оценку распределения каждого ледника.
Один из самых ярких примеров — плато Гейки на востоке Гренландии, где толщина ледника достигает 2 километров. В этой области, по данным IceBoost v2.0, льда почти в 2 раза больше, чем считалось ранее. «Распределение толщины ледникового льда — фундаментальная переменная для гляциологических и климатических моделей», — объясняет Никколо Маффеццоли. «Чтобы предсказать, как будут развиваться ледники к 2100 году, и количественно оценить их вклад в повышение уровня моря, нам сначала нужна максимально подробная картина их текущего состояния».
Новый набор данных также дает ценные рекомендации для будущих полевых исследований и научных проектов. В частности, карты IceBoost v2.0 определяют регионы, где оценки, полученные с помощью моделей, наиболее достоверны, а также области, где особенно необходимы дополнительные наблюдения, в том числе Гималаи, Каракорум и крупнейшие патагонские ледниковые поля. Исследование также имеет большое значение для управления водными ресурсами. Ледники питают реки, поддерживают экосистемы, сельское хозяйство и местные сообщества, обеспечивая средства к существованию 2 миллиардам человек по всему миру. Более точные оценки толщины ледников и объема льда позволяют делать надежные прогнозы относительно доступности пресной воды в будущем, особенно в засушливых и опустыниваемых регионах.
«Ледники — это очень сложные системы. Несмотря на то, что физические процессы, лежащие в их основе, хорошо изучены, многие параметры, входящие в уравнения, остаются неизвестными, плохо поддаются оценке или их крайне сложно измерить», — заключает Маффеццоли. «Модели машинного обучения предлагают альтернативный подход: они обучаются непосредственно на данных, генерируя прогнозы без использования заранее заданного физического описания. При наличии достаточного количества данных этот подход часто оказывается весьма эффективным. Будущее за гибридными моделями, в которых физическое моделирование и обучение на основе экспериментальных измерений работают вместе, обеспечивая более точные оценки. Мы должны действовать быстро: ожидается, что ледники в средних широтах, в том числе в Альпах, исчезнут в течение ближайших нескольких десятилетий».
[Фото: tawatchai07 / magnific.com]
