Il cambiamento climatico sta realizzando ciò che secoli di esplorazioni non hanno potuto:aprire il favoloso Passaggio a Nord Ovest, una scorciatoia marittima dall'Europa all'Asia attraverso l'Oceano Artico.

Ricerca condotta dall'Università della California, lungo il fiume, potrebbe aiutare le navi che navigano su queste rotte appena scongelate a evitare il destino del Titanic con un nuovo modo di prevedere il movimento del ghiaccio galleggiante.

Un gruppo guidato da Monica Martinez Wilhelmus, un assistente professore di ingegneria meccanica al Marlan and Rosemary Bourns College of Engineering, è il primo ad utilizzare uno spettroradiometro per immagini a risoluzione moderata, o MODIS, immagini satellitari per comprendere i movimenti oceanici a lungo termine dalla dinamica del ghiaccio marino.

I sensori MODIS a bordo dei satelliti della NASA hanno raccolto immagini quotidiane di banchi di ghiaccio artici, grandi, lastre piatte di ghiaccio galleggiante, da oltre 20 anni, ma usarli per studiare come si muovono con le correnti oceaniche è stato un compito laborioso. Le nuvole spesso ostruiscono la visuale e i banchi devono essere identificati e segnalati a mano.

Gli ingegneri hanno utilizzato algoritmi di elaborazione delle immagini per rimuovere le nuvole, affinare i dettagli, e separare i singoli banchi. Hanno quindi utilizzato algoritmi di analisi delle immagini per mappare il movimento dei banchi in un periodo di giorni. Le mappe delle correnti oceaniche risultanti erano accurate quanto le mappe realizzate utilizzando metodi tradizionali più laboriosi. Il monitoraggio del ghiaccio marino aiuterà gli scienziati a comprendere meglio le fonti che guidano il trasporto del ghiaccio marino.

"Nessuno si era mai preso la briga di usare MODIS perché il satellite è sensibile alle nuvole ed è difficile identificare il ghiaccio, " Martinez ha detto. "Il nostro algoritmo filtra automaticamente le nuvole e utilizza altri algoritmi di elaborazione delle immagini che forniscono la velocità e la traiettoria dei banchi di ghiaccio".

L'analisi aiuterà i ricercatori a quantificare come le interazioni tra le correnti oceaniche, clima, e il ghiaccio marino sono cambiati negli ultimi due decenni. Questo alla fine migliorerà i modelli oceanici, che per la maggior parte, non si risolvono alle scale necessarie per studiare queste interazioni.

"I dati MODIS sono uno dei record della Terra più lunghi mai compilati, " ha detto la prima autrice Rosalinda Lopez, uno studente laureato nel laboratorio di Martinez. "Ciò significa che siamo in grado di espandere la nostra analisi a quasi due decenni per osservare la variabilità del ghiaccio marino mentre i cambiamenti drammatici trasformano la regione".

La velocità con cui il ghiaccio si diffonde influenza la velocità con cui si scioglie. Il ghiaccio che si diffonde rapidamente da un altro ghiaccio si scioglie più rapidamente del ghiaccio che rimane ravvicinato, simile a come una manciata di cubetti di ghiaccio in un bicchiere d'acqua si scioglierà più lentamente di una manciata di cubetti di ghiaccio in una vasca da bagno.

Ciò influenza la velocità e la quantità di acqua dolce del ghiaccio che si fonde con l'acqua salata del mare, che a sua volta influenza il modo in cui si muove la corrente oceanica.

"L'aggiunta di acqua dolce all'acqua di mare influisce sulla sua energia, che influenza la corrente, "Ha detto Martinez. "Dobbiamo capire come il ghiaccio interagisce con l'oceano".

Con l'Artico che si scioglie più velocemente che mai, è importante imparare come stanno cambiando le correnti oceaniche. Le correnti oceaniche sono intimamente associate al clima, e una migliore comprensione delle correnti a lungo termine aiuterà a migliorare i modelli di cambiamento climatico.

"Questo è un nuovo campo, " Martinez ha detto. "Nessuno sa come si comporterà il ghiaccio".

Le correnti alterate influenzeranno anche le comunità artiche che dipendono dalla caccia e dalla pesca. Mentre le loro economie vacillano, le navi dovranno trovare modi sicuri per consegnare rifornimenti per aiutarle a sopravvivere. La proposta di trivellazione petrolifera nell'Artico potrebbe anche significare fuoriuscite di petrolio, e la tecnica di UC Riverside potrebbe aiutare a prevedere come si comporteranno le chiazze di petrolio.

La carta, "Ice Floe Tracker:un algoritmo per recuperare automaticamente le traiettorie lagrangiane tramite la corrispondenza delle caratteristiche da immagini visive a risoluzione moderata, " è pubblicato sulla rivista Telerilevamento dell'ambiente .