Under de senaste två decennierna, havsisen ökade stadigt i södra oceanen, men från och med 2016, forskarna var förvånade över en snabb nedgång. Denna oförutsedda minskning av havsisen belyser otillräckligheten hos befintliga modeller av havsisens utbredning och tjocklek. Detta är viktigt eftersom södra oceanen spelar en nyckelroll för att reglera den globala kolcykeln genom att reglera upptaget av kol och värme i havet.

En variabel som nuvarande modeller inte tar hänsyn till är havsvågornas stress på havsisen. Ett samarbete mellan europeiska oceanografiska forskare har nu publicerat en studie av effekterna av havsvågor på havsisen i södra oceanen med hjälp av data från konstellationen Sentinel 1. Resultaten publiceras i Proceedings of the National Academy of Sciences .

Hittills, Sentinel 1 består av två satelliter, Sentinel 1a och Sentinel 1b, båda utrustade med C-band syntetisk bländarradar, som ger mycket högupplösta bilder från vilka forskare kan härleda våghöjdsinformation. Forskarna testade våghöjdsdata från tusentals Sentinel-bilder mot en modell av en iskant längs y-axeln med en x-axel som pekar in i isen och ett smalt vågspektrum som utbreder sig mot riktningen Φ relativt x-axeln.

Vinden genererar vågor över isfria hav, som sprider sig över stora avstånd, når så småningom istäckt vatten. Utbredande vågor omfördelar vindkraften över stora områden, och ge den energin till havsisen genom kollision. Modellering visar att stressen som skapas av dessa kollisioner påverkar iskanten.

Av särskilt intresse är hastigheten för vågavklingningen, eller dämpning. Dämpade vågor i havsisen indikerar att energi har tillförts iskanten, tillhandahåller ett anständigt mått för att uppskatta effekterna av vågor på havsisens utbredning och tjocklek. Dock, som ofta är fallet i vetenskaplig utforskning, resultaten är komplicerade.

Även om forskarna drar slutsatsen att vågstress är en viktig faktor i havsisens utveckling, särskilt inom några hundra kilometer från havsisen, sådana spänningar är mycket varierande. De rapporterar att vågsönderfall kan ske mycket snabbare än man tidigare trott, men dämpningen är mycket varierande.

"Klart, den kraftiga vågkraften året runt i södra oceanen ger en betydande kraft som borde bidra till att upprätthålla en kompakt iskant, " skriver författarna, och tillägger att associerade vågrörelser "sannolikt också bidrar till flakbrott och forsränning, vilket resulterar i den grövre (och potentiellt tjockare) havsisen som observeras av scatterometrar nära iskanten."

Författarna tror att datamängden som produceras av deras studie kan bidra till kopplade våg-is-interaktionsmodeller som för närvarande är under utveckling.

© 2018 Phys.org