Дослідження показало зміни клімату в Арктичній льодовій зоні за останні 40 років

Нове наукове дослідження, опубліковане в журналі Environmental Research Letters (Environ. Res. Lett. 20 (2025) 034032), розкриває значні трансформації маргінальної льодової зони (MIZ) Арктики за останні чотири десятиліття.

Робота під назвою «Assessing Arctic marginal ice zone dynamics from 1979 to 2023: insights into long-term variability and morphological changes» була проведена групою китайських вчених на чолі з Ліюань Сун (Lijuan Song) з Університету Сон Ятсена. Дослідження базується на аналізі даних супутникових спостережень і демонструє, як зміни клімату впливають на структуру та динаміку льодового покриву Північного Льодовитого океану.

Автори роботи зосередилися на вивченні MIZ — перехідної зони між щільним льодовим покривом і відкритою водою, де концентрація льоду становить від 15% до 80%. Ця область відіграє ключову роль у функціонуванні арктичної екосистеми та є вразливою до потепління. Використовуючи дані Bootstrap SIC (Sea Ice Concentration) від Національного центру даних про сніг і лід США (NSIDC), вчені простежили динаміку MIZ з 1979 по 2023 рік. Дослідження показало, що хоча загальна площа цієї зони залишалася відносно стабільною, її частка в загальному льодовому покриві Арктики зросла, особливо в літні місяці.

Одним із центральних висновків є зростання MIZ fraction — показника, який відображає співвідношення площі маргінальної зони до загальної площі морського льоду. За 45 років цей показник збільшився на 0,0007 на рік, а після 2000 року темпи зростання прискорилися до 0,0013 на рік. Найвищі значення припадають на серпень і вересень, коли частка MIZ досягає 30% і 22% відповідно. Це пов’язано зі швидшим таненням щільного льодового покриву порівняно з маргінальною зоною, що свідчить про трансформацію арктичного льоду під впливом підвищення температур.

Ще одним важливим аспектом дослідження стало виявлення зсуву MIZ на північ. Середня широта зони зросла з 72,53° у 1989 році до 75,20° у 2016 році, а загальний тренд становить 0,051° на рік. Після 2000 року цей рух прискорився до 0,058° на рік, що дослідники пояснюють скороченням багаторічного льоду та посиленням впливу кліматичних факторів. Найвища широта (80,26°) була зафіксована у вересні 2012 року, а найнижча (70,64°) — у лютому 1989 року. Така міграція впливає на морські екосистеми, зокрема на середовище проживання морських ссавців, і може ускладнити прогнозування кліматичних моделей.

Вчені також проаналізували концентрацію льоду (SIC) у межах MIZ у період із червня по вересень. Результати показали значне зниження цього показника, особливо в Баренцевому і Карському морях у червні-липні, а також у Східносибірському, Чукотському і морі Бофорта у серпні-вересні. Водночас у районі північно-східної Гренландії спостерігається локальне зростання SIC, що пояснюється рухом льоду через протоку Фрама. Ці регіональні відмінності підкреслюють складність процесів, які формують арктичний льодовий покрив.

Дослідження виявило морфологічні зміни MIZ, зокрема у серпні та вересні. Індекс форми зони зменшився на 0,127 і 0,145 на рік відповідно, що свідчить про згладжування льодового краю, тоді як індекс компактності зріс на 0,180 і 0,216 на рік, вказуючи на більшу консолідацію льоду. Такі трансформації пов’язані з таненням і скороченням фрагментованого льоду, що робить MIZ більш однорідною.

За допомогою методу CUSUM вчені визначили ключову точку змін у динаміці MIZ — 2006 рік. Після цього частота появи маргінальної зони на високих широтах зросла, особливо в морях Бофорта, Чукотському, Східносибірському та Лаптєвих. Цей переломний момент збігається з переходом Арктики до «нового стану», коли багаторічний лід поступається тоншому однорічному, що підтверджують інші дослідження.

Результати роботи мають практичне значення. Зростання частки MIZ і її рух на північ впливають на планування арктичних судноплавних маршрутів, збереження екосистем і розробку кліматичних стратегій. Стабільність площі MIZ на тлі скорочення загального льодового покриву вказує на те, що ця зона стає дедалі важливішою частиною арктичної системи. Водночас вчені наголошують на необхідності подальшого моніторингу, адже шторми та підвищення температури можуть посилити ці зміни.

Дослідження фінансувалося Національною ключовою програмою досліджень і розробок Китаю, Національним фондом природничих наук Китаю та Університетом Сон Ятсена. Автори зазначають, що отримані дані вже доступні для наукової спільноти, що сприятиме подальшому вивченню арктичних процесів.