Investigadores i investigadors del Barcelona Expert Center (BEC) han contribuït a l'obtenció dels primers resultats de la campanya MOSAiC, que s'han publicat avui i ofereixen una imatge global dels processos climàtics a Àrtic central, una zona especialment vulnerable.
Centenars d'investigadores i investigadors internacionals estan analitzant les dades obtingudes durant l'expedició MOSAiC (acrònim de Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate), durant la qual es van registrar centenars de paràmetres ambientals amb una precisió i una freqüència sense precedents al llarg d’un cicle anual complet a l'Oceà Àrtic central.
Avui es publiquen a la revista Elementa tres articles generats amb resultats de l’expedició, concretament dels grups dedicats a l’estudi sobre l'atmosfera, la neu i el gel marí, destacant la importància d’examinar tots els components del sistema climàtic de manera conjunta. Aquests resultats ofereixen la primera imatge completa dels processos climàtics a l'Àrtic central, que s'està escalfant el doble de ràpid que la resta del planeta, cosa que afecta el temps i el clima arreu del món.
Retrocés del gel
La reducció del gel marí és un símbol de l’escalfament global. A l’Àrtic, la seva extensió s’ha reduït gairebé a la meitat a l’estiu des que van començar els registres satel·litals a la dècada del 1980. Altres propietats del gel, com el gruix, s’han estudiat en menor mesura, però són igualment rellevants. Les preguntes sobre què significa això per al futur de l’Àrtic i com afectaran aquests canvis al canvi climàtic han estat l’impuls de la històrica expedició MOSAiC, que es va dur a terme al trencaglaç de recerca alemany Polarstern entre setembre de 2019 i octubre de 2020.
Amb els resultats publicats, l’equip investigador està construint la imatge més completa basada en l’observació dels processos climàtics a l’Àrtic, on la velocitat de l’escalfament de l’aire a la superfície és més del doble que la de la resta del planeta des de la dècada de 1970. Estudiar els processos rellevants durant un any complet requeria un enfocament especial, ja que l’Oceà Àrtic Central està cobert de gel a l'hivern i, per tant, és de difícil accés.
Per aquest motiu, durant l’expedició, el trencaglaç es va endinsar en una banquisa per quedar deliberadament atrapat i desplaçar-se amb el gel a través de l'Àrtic a causa de la deriva transpolar natural.
“Vam trobar una banquisa a la deriva més dinàmica i ràpida del que s’esperava. Això no només va suposar un repte per als equips al terreny en el seu treball diari, sinó que es va traduir en canvis en les propietats del gel marí i en la distribució del seu gruix”, comenta Marcel Nicolaus, físic del gel marí a l’Institut Alfred Wegener, Centre Helmholtz per a la Investigació Polar i Marina (AWI) i colíder de l'Equip Gel al projecte MOSAiC.
Experiments per monitorar el gel via satèl·lit
L'expedició comptava amb el CSIC com a soci espanyol amb finançament de l'Agència Estatal de Recerca. Tres grups de recerca del CSIC hi van participar, dos dels quals presenten resultats avui.
En els treballs que apareixen avui a la revista Elementa han participat els grups dirigits respectivament per Carolina Gabarró de l'Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) i Estel Cardellach, de l'Institut de Ciències de l'Espai (ICE - CSIC) i membre de l'Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC).
El BEC, un grup de l’ICM-CSIC dedicat a la teledetecció dels oceans, ha estat responsable de posar a la superfície àrtica un radiòmetre que treballa a la freqüència de 1.4 GHz, instrument similar al que porta el satèl·lit SMOS de l'Agència Espacial Europea, que pot mesurar el gruix del gel marí.
"L'objectiu d'aquest experiment", explica la investigadora de l'ICM-CSIC, Carolina Gabarró, "ha estat obtenir mesures de radiometria en diferents condicions per poder entendre millor com afecten certs paràmetres (gruix de la neu, temperatura i salinitat) a l'emissivitat del gel, i poder millorar les mesures del gruix de gel obtingudes pel satèl·lit SMOS". I afegeix: “aquesta és una variable fonamental per monitorar els canvis dràstics que s'estan produint a l'Àrtic. Estem molt contents amb els resultats que hem obtingut amb aquest radiòmetre, dissenyat i desenvolupat a Espanya”.
L'Àrtic és una de les regions més remotes del planeta, i de més difícil accés, per la qual cosa per monitorar de manera continuada l'estat del gel és imprescindible recórrer a la informació via satèl·lit. El radiòmetre que ha posat l'equip de l'ICM-CSIC permetrà aconseguir estimacions més fiables del gruix del gel des dels satèl·lits.
Per la seva banda, el grup d'Observació de la Terra de l'ICE-CSIC era responsable d'un experiment instal·lat sobre la banquisa de gel per estudiar la interacció entre el gel marí i els senyals de navegació transmesos des de satèl·lit (com els GPS). L'experiment va ser finançat per l'Agència Espacial Europea (ESA).
"Els equips es van projectar per poder operar a les condicions extremes de l'Àrtic, de forma autònoma i gairebé contínua", explica la investigadora del CSIC Estel Cardellach (ICE-CSIC and IEEC). “Investiguem quin tipus d'informació del gel marí contenen les dades adquirides. Són observacions sensibles al gruix del gel?, a la seva rugositat?, a la quantitat de sal o presència d'aigua en superfície?”. Tal com explica aquesta investigadora, els resultats preliminars suggereixen que aquesta tècnica de mesurament mitjançant senyals de navegació es podria aplicar des de satèl·lits de baix cost per monitorar els pols de manera contínua.
Els tres articles generals serveixen com a referència per a una àmplia gamma de treballs científics futurs. “Les observacions físiques són la base per interpretar els cicles biogeoquímics i els processos dels ecosistemes, i per recolzar els models acoblats que utilitzem per aprendre encara més sobre les reaccions climàtiques i les repercussions globals del canvi a l'Àrtic. Aquests canvis poden afectar el temps i el clima arreu del món”, conclou el professor Markus Rex, director de MOSAiC i científic atmosfèric de l’AWI.
