La nostra conoscenza del ghiaccio marino nell'Oceano Artico arriva principalmente attraverso i satelliti, che dal 1979 hanno ripreso dall'alto l'estensione del ghiaccio marino in diminuzione. L'Oceano di ghiaccio panartico e il sistema di modellazione dell'Università di Washington, o PIOMI, è uno strumento leader per misurare lo spessore di quel ghiaccio. Fino ad ora quel sistema è tornato indietro solo fino al 1979.

Un nuovo documento ora estende la stima del volume del ghiaccio marino artico indietro di più di un secolo, al 1901. Per farlo ha usato sia simulazioni al computer moderne che osservazioni storiche, alcuni scritti a mano nei primi anni del 1900 a bordo dei precursori delle odierne navi della Guardia Costiera degli Stati Uniti.

"Questo estende il record della variabilità dello spessore del ghiaccio marino da 40 anni a 110 anni, che ci permette di mettere in prospettiva la variabilità più recente e la perdita di ghiaccio, " ha detto Axel Schweiger, uno scienziato del ghiaccio marino presso l'Applied Physics Laboratory dell'UW e primo autore dello studio pubblicato nel numero di agosto del Giornale del clima .

"Il volume di ghiaccio marino nell'Oceano Artico oggi e l'attuale tasso di perdita non hanno precedenti nel record di 110 anni, " Ha aggiunto.

PIOMAS fornisce una ricostruzione quotidiana di ciò che sta accadendo al volume totale di ghiaccio marino nell'Oceano Artico. Combina le registrazioni meteorologiche e le immagini satellitari della copertura del ghiaccio per calcolare il volume del ghiaccio. Quindi verifica i suoi risultati rispetto a qualsiasi osservazione di spessore esistente. Per anni dopo il 1950, che potrebbero essere strumenti fissi, misurazioni dirette o sottomarini che navigano sotto il ghiaccio.

Durante l'inizio del XX secolo, le rare osservazioni dirette del ghiaccio marino sono state fatte dai tagliatori delle entrate statunitensi, il precursore della Guardia Costiera, e navi della Marina che hanno attraversato l'Artico ogni anno dal 1879. Nel progetto Old Weather, l'UW, la National Oceanic and Atmospheric Administration e gli Archivi nazionali hanno lavorato con gli scienziati cittadini per trascrivere le voci meteorologiche nei giornali di bordo digitalizzati delle navi storiche degli Stati Uniti per recuperare record climatici unici per la scienza. Il nuovo studio è il primo ad utilizzare le osservazioni dei giornali di bordo del ghiaccio marino.

"Nei registri, gli ufficiali descrivono sempre le condizioni operative in cui si trovavano, fornendo osservazioni orarie del ghiaccio marino in quel momento e luogo, " ha detto il co-autore Kevin Wood, ricercatore presso il Joint Institute for the Study of the Atmosphere and Ocean. Se la nave fosse in mare aperto, il giornale di bordo potrebbe leggere "a tutto vapore" o "in corso". Quando la nave incontrò il ghiaccio, gli ufficiali potrebbero scrivere "governare varie rotte e velocità", il che significa che la nave stava navigando attraverso un campo di banchi di ghiaccio. Quando si trovarono intrappolati nella banchisa, il registro potrebbe leggere "assediato".

Questi diari fino a poco tempo fa potevano essere visualizzati solo presso gli Archivi Nazionali di Washington, DC, ma attraverso l'imaging digitale e la trascrizione da parte dei cittadini-scienziati di Old Weather, queste rare osservazioni delle condizioni meteorologiche e del ghiaccio marino nell'Artico tra la fine del 1800 e l'inizio del 1900 sono state messe a disposizione degli scienziati e del pubblico.

"Queste sono osservazioni storiche uniche che possono aiutarci a comprendere i rapidi cambiamenti che stanno avvenendo oggi nell'Artico, " ha detto il legno.

Wood guida la parte statunitense del progetto Old Weather, che ha avuto origine nel 2010 nel Regno Unito. Le osservazioni meteorologiche dei diari storici trascritti dagli scienziati cittadini di Old Weather sono già state aggiunte a database internazionali di dati climatici e sono state utilizzate nel modello dell'atmosfera che ha prodotto i nuovi risultati.

Gli ufficiali registravano la posizione della nave a mezzogiorno ogni giorno usando un sestante. Avrebbero anche notato quando hanno superato caratteristiche riconoscibili, consentendo ai ricercatori di oggi di ricostruire completamente la rotta della nave per localizzarla nello spazio e nel tempo.

Sebbene le osservazioni storiche sul ghiaccio marino non siano ancora state incorporate direttamente nel modello del ghiaccio, controlli a campione tra il modello e le prime osservazioni confermano la validità dello strumento.

"Questa è una verifica indipendente che il modello stia facendo la cosa giusta, " ha detto Schweiger.

Il nuovo, un record più lungo fornisce più contesto per grandi tempeste o altri eventi insoliti e un nuovo modo di studiare il sistema di ghiaccio marino dell'Oceano Artico.

"Le osservazioni che abbiamo per lo spessore e la variabilità del ghiaccio marino sono così limitate, " ha detto Schweiger. "Penso che la gente inizierà ad analizzare questo record. C'è una serie di domande che le persone possono porre per aiutare a capire il ghiaccio marino artico e prevedere il futuro".

Lo strumento PIOMAS è ampiamente utilizzato dagli scienziati per monitorare lo stato attuale del ghiaccio marino artico. L'area del ghiaccio marino artico nel mese di giugno 2019, e il volume calcolato da PIOMAS, erano i secondi più bassi per quel periodo dell'anno da quando è iniziata la registrazione del satellite.

L'area e il volume di ghiaccio marino artico più bassi mai registrati si sono verificati nel settembre 2012. E mentre Schweiger ritiene che la tendenza a lungo termine sarà al ribasso, non sta scommettendo su quest'anno stabilendo un nuovo record.

"Lo stato del ghiaccio marino in questo momento è pronto per nuovi minimi, ma se accadrà o meno dipende dal tempo nei prossimi due mesi, " ha detto Schweiger.