Лазерные спутники обнаружили скрытый выброс углекислого газа в Антарктике

Учёные выяснили, что Южный океан выделяет примерно на 40% больше углекислого газа в течение антарктической зимы, чем предполагалось ранее. С помощью лазерной спутниковой технологии они обнаружили скрытый сезонный поток, который переопределяет роль океана в глобальном углеродном цикле.

Группа исследователей установила, что в тёмный антарктический зимний период Южный океан выделяет значительно больше CO₂, чем считалось. Согласно новому исследованию, зимние выбросы углекислого газа ранее недооценивались почти на 40%.

Работа была проведена учёными из Второго института океанографии Министерства природных ресурсов Китая и Нанкинского института географии и лимнологии Академии наук Китая. Их результаты были опубликованы в журнале Science Advances 5 ноября.

«Наши выводы свидетельствуют о том, что роль Южного океана в глобальном углеродном цикле является более сложной и динамичной, чем предполагалось ранее», — заявил профессор Кун Ши из Нанкинского института географии и лимнологии.

Южный океан является важным регулятором глобального углеродного цикла, поглощая значительную часть углерода, выделяемого в результате человеческой деятельности. Однако из-за отсутствия зимних наблюдений он остаётся «крупнейшим источником неопределённости» в расчётах глобальных потоков CO₂.

В течение нескольких месяцев в году Южный океан находится в полной темноте и подвержен экстремальным погодным условиям, что делает прямые измерения практически невозможными. Традиционные спутники, которые зависят от отражённого солнечного света, не могут собирать данные в этих условиях.

Чтобы преодолеть это ограничение, исследователи использовали передовой подход, объединив 14 лет данных с лазерного спутникового прибора LIDAR (в рамках миссии CALIPSO) с машинным обучением.

Технология LIDAR, в отличие от пассивных датчиков, посылает собственные световые сигналы, что позволяет наблюдать за океаном даже во время полярной ночи. Это позволило команде создать первую непрерывную, основанную на наблюдениях запись зимнего обмена CO₂ в Южном океане.

Помимо обновления цифр, исследование переопределяет понимание учёными движения углерода в Южном океане. Команда представила новую «трёхконтурную структуру» для объяснения того, как обмен CO₂ варьируется в разных регионах.

Заполнение этого давнего пробела в данных может привести к более точным глобальным углеродным бюджетам, которые лежат в основе климатических прогнозов, используемых такими организациями, как Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК).

Это исследование демонстрирует мощь сочетания активного спутникового зондирования с машинным обучением для изучения самых удалённых и динамичных регионов планеты, открывая новые возможности для понимания климатической системы Земли в течение всего года.