| 31 окт 2020 — 19:45 PT
Команда, участвовавшая в годичной арктической миссии, недавно запустила дрон при сильных морозах на Северном полюсе. Цель миссии? Сбор данных для лучшего понимания изменения климата.
Начнем с того, что, хотя мы и не ученые, мы принимаем наличие весомых доказательств того, что глобальный климат меняется. Парниковые газы создали своего рода изолирующее одеяло, которое способствует повышению температуры и таянию ледников и полярных льдов. В течение всего года экспедиция находилась на борту Polarstern, одного из самых передовых полярных исследовательских судов на планете. Оно отправилось в путь в сентябре 2019 года и вернулось в порт 12 октября, проведя большую часть года намеренно заблокированным в полярных льдах, с примерно 100 исследователями на борту в любой момент времени.
Двое из этих исследователей прошли специальную подготовку перед отъездом – для сбора данных с помощью дронов.
Экспедиция
Прежде чем перейти к дронам, давайте взглянем на экспедицию сверху.
20 сентября 2019 года Polarstern отправился из норвежского порта Тромсё в Центральную Арктику, эпицентр изменения климата. Оказавшись там, судно позволило себе застрять во льдах и начало годичный дрейф через Северный полюс, полностью во власти природных сил – маршрут и скорость определялись исключительно дрейфом льдов, движимых ветром и течениями. В течение пяти этапов экспедиции приняли участие в общей сложности 442 исследователя, члены экипажа Polarstern, молодые ученые, учителя и представители прессы. Было задействовано семь судов, несколько самолетов и более 80 институтов из 20 стран. Исследователи из 37 стран имели общую цель: изучить сложные взаимодействия в климатической системе между атмосферой, льдом и океаном, а также жизнь в Центральной Арктике, чтобы лучше представить их в климатических моделях. Теперь они вернулись домой с богатыми впечатлениями от быстро меняющейся Арктики и с беспрецедентным кладезем данных, на анализе которых будет сосредоточено целое поколение климатических исследователей.
Институт Альфреда Вегенера
MOSAIC
MOSAIC — название чрезвычайно амбициозного исследовательского проекта. Ученые исследовали пять ключевых областей: атмосфера, океан, морской лед, экосистема и биогеохимия. Двое исследователей, имея в своем арсенале дроны, сосредоточились на льдах. В частности, они хотели измерить отражательную способность льда.
Чем выше отражательная способность, тем больше фотонов и тепла отражается обратно. Исследователи хотели иметь возможность измерять эту отражательную способность. Они также измеряли лед, покрытый тонким слоем талой воды – явлением, которое стало более распространенным из-за изменения климата. Этот слой талой воды уменьшает количество отражаемого тепла, что означает большее поглощение тепла. Поглощенное тепло в конечном итоге создает больше талой воды.
Как видите, здесь существует потенциал для довольно неприятной отрицательной обратной связи.
Непростая задача
Управлять дроном при отрицательных температурах — непростая задача. Туман может конденсироваться и образовывать лед на роторах. Батареи разряжаются быстрее. И, конечно же, пальцы могут мерзнуть. Это не очень хорошо, когда вы пытаетесь внести точные корректировки с помощью стиков. Фактически, один из исследователей рассказал Bloomberg Green, насколько это было сложно:
Морозные условия были нашим главным врагом, не только из-за льда на лопастях (дронов), но и из-за наших пальцев. Вам нужны очень деликатные, мелкие движения для управления дроном. Когда ваша рука замерзает, вы теряете чувствительность, ваши пальцы больше не могут контролировать функции.
Роберта Пираццини, Исследователь и пилот дрона, экспедиция Mosaic
Магнитное замешательство
Исследователи также столкнулись с трудностями, вызванными магнитными проблемами. На крайних северных широтах спутники глобального позиционирования подвержены небольшим неопределенностям – крошечным ошибкам, которые могут серьезно повлиять на план полета. Фактически, когда они наконец готовились к полету, они обнаружили, что навигационная система их дрона просто не работает. Поэтому им пришлось вручную рассчитывать направление, высоту, расстояния и скорость ветра (и часто, с замерзшими пальцами). Несмотря на это, им удалось провести 18 полетов в течение трех недель.
Наблюдения
Polarstern вернулся в порт в начале этого месяца, и теперь будут анализироваться данные, собранные Робертой Пираццини и Хенной-Рееттой Ханнулой (вторым пилотом дрона). Но они говорят Bloomberg, что было очевидно, что там все меняется. Еще в августе, когда начались полеты дронов, морской лед уже достиг своего самого низкого уровня за всю историю наблюдений за этот месяц. Фактически, Polarstern потребовалось всего шесть дней, чтобы добраться от пролива Фрама в Норвегии до Северного полюса – путешествие, которое обычно занимало больше времени из-за большего количества льда.
Повсюду были участки открытой воды, туда было очень легко попасть, — говорит Пираццини. — Это не очень хорошо, если думать о будущем Арктики. Это очень хрупкая среда, которая изменится безвозвратно.
Роберта Пираццини, Исследователь и пилот дрона, экспедиция Mosaic
Практика
Поскольку были длительные периоды, когда Пираццини и Ханнула не управляли дроном, они взяли с собой более маленький дрон, чтобы тренироваться в полетах в своей каюте. Мы не знаем, что именно они взяли, но можно предположить, что это мог быть Mavic Mini с защитой пропеллеров. (Это был бы наш выбор, знаете ли, если бы мы были супер умными учеными на большом исследовательском судне.)
Доказательства
В статье Bloomberg подробно рассматривается общее состояние льдов. И это не очень хорошо:
Северная ледяная шапка Земли нагревается примерно в три раза быстрее, чем остальная планета, нарушая хрупкую экосистему. Арктический морской лед, который тает летом и замерзает зимой, в сентябре сократился до второго наименьшего уровня за всю историю наблюдений, когда ледовый покров обычно находится на самом низком уровне. Только в 2012 году покров арктического морского льда был меньше. Аномально теплые условия в Сибирской Арктике, которая пострадала от беспрецедентной волны тепла в первой половине года, теперь затрудняют восстановление льда. Арктический морской лед в настоящее время находится на самом низком уровне для этого времени года с начала спутникового мониторинга в 1979 году — на 37% ниже исторического среднего показателя.
Bloomberg Green
Последующие действия
Работа, проведенная в рамках экспедиции Mosaic, важна. Мы будем следить за обработкой данных и сообщим вам о результатах.