Введение

Byrd Polar and Climate Research Center (BPCRC) — это полярный, альпийский и климатический исследовательский центр при Университете штата Огайо, основанный в 1960 году.

История и исследования

Центр полярных исследований Бёрда (BPRC) при Университете штата Огайо был основан в 1960 году как Институт полярных исследований. BPRC является старейшим исследовательским центром при Университете штата Огайо. В 1987 году центр был переименован в Центр полярных исследований Бёрда в честь полярного исследователя и летчика Ричарда Э. Бёрда, после того как штат Огайо приобрел архивные материалы Бёрда у семьи Бёрд в 1985 году. BPRC проводит междисциплинарные исследования на стыке наук о Земле и инженерии. BPRC известен своими исследованиями палеоклиматологии по данным кернов льда, собирая образцы кернов льда из самых высоких и труднодоступных ледяных щитов Земли и моделируя изменчивость полярного климата. Исследования, проводимые в BPRC, охватывают палеоклиматологию, дистанционное зондирование, полярную метеорологию, динамику ледников, спутниковую гидрологию, палеоокеанографию, геохимию окружающей среды и изменение климата. В BPRC располагаются хранилище полярных пород и Полярная библиотека Голдтвейта.

Геохимия окружающей среды

Эта группа по геохимии окружающей среды собирает и анализирует образцы почвы и воды из множества точек по всему миру для изучения биогеохимических циклов, антропогенного воздействия на природные системы, а также для использования геохимии как инструмента для более глубокого понимания различных гидрологических, биологических и физических процессов. Группа проводит исследования в районе Сухих долин Антарктиды с 1993 года в рамках программы долгосрочных экологических исследований (LTER) Национального научного фонда (NSF). Текущие проекты в Антарктиде включают бурение в подледниковую экосистему "Кровавых водопадов" в Сухих долинах и измерение поступления талой воды ледников в Южный океан в Западной Антарктиде. Помимо этого, группа изучала осаждение ртути на территории США и в Антарктиде, а также проводила исследования химического и физического выветривания горных пород высоких океанических островов, таких как Тайвань и Новая Зеландия. Сотрудники группы также изучают влияние деятельности человека в городских районах на реки и озера в штате Огайо.

Палеоокеанография

Группа палеокеанографии использует информацию, полученную из отложений морского дна, чтобы установить, как изменения в циркуляции, температуре, морском льду и массе ледников влияли на глобальную климатическую систему на протяжении истории Земли. Эти данные о прошлом используются для оценки современных и будущих изменений климата. Основной фокус исследований этой группы – Арктический океан и его история за последние несколько миллионов лет. Отложения морского дна содержат минеральные и биологические частицы, которые используются для изучения изменений климата в прошлом. Распространенным типом биологических частиц являются фораминиферы – одноклеточные, похожие на амеб простейшие, имеющие раковину и обитающие на морском дне или плавающие в верхних слоях воды. На сегодняшний день насчитывается около 4000 видов. Фораминиферы чувствительны к изменениям окружающей среды, таким как температура и соленость, что делает их полезными индикаторами (прокси) прошлых изменений климата.

Спутниковая гидрология

Эта группа использует спутниковые измерения для изучения рек, озер, водно-болотных угодий и пойм. Под руководством профессоров Дугласа Алсдорфа и Майкла Дюранда, члены группы в основном используют пассивные и активные микроволновые измерения, такие как радар, для измерения поверхностных вод и снежного покрова. Эта группа работает над более точным определением количества воды, содержащейся в снежном покрове на территории Соединенных Штатов, с использованием спутниковых измерений. Эта группа участвует в определении концепции будущего спутника Surface Water and Ocean Topography (Топография поверхностных вод и океана). Реки по своей структуре и функционированию фундаментально двумерны. Это особенно заметно на реке Амазонке, где ширина поймы измеряется километрами. Арктические озера, чувствительные к климатическим изменениям, представляют собой еще одну сложную задачу для гидрологических измерений. Измерения, полученные с помощью SWOT, позволят получить новые знания об этих сложных системах. SWOT будет отслеживать запасы пресной воды и измерять океанические течения. SWOT – это совместный проект NASA, Лаборатории реактивного движения и французского космического агентства CNES.

Изменение климата ледников

Группа изучения изменений окружающей среды ледников исследует закономерности, процессы и последствия изменений окружающей среды, преимущественно в районах оледенения. Мы объединяем методы ледниковой геологии, климатологии, гидрологии и биогеохимии. Специализируясь на тропических горных регионах, мы изучаем объекты вдоль всей Американской Кордильеры, в Африке и в Центральном Огайо. Ледники оказывают влияние на окружающую среду и общество в различных масштабах – от долин до горных хребтов – и это влияние простирается в глубокое прошлое Земли. Для понимания изменений в окружающей среде ледников необходимы разнообразные методы и подходы. Точные измерения, полученные с датчиков на спутниках и самолетах, позволяют количественно оценить текущие изменения объемов ледников; формы рельефа и озерные отложения свидетельствуют об изменениях климата в прошлом, связанных с ледниками; гидрохимия поверхностных вод отражает вклад таяния ледников; а компьютерное моделирование помогает объяснить динамику прошлых и будущих процессов.

Полярная метеорология

Группа полярной метеорологии разработала модель (Polar MM5), которая используется для прогнозирования погодных условий в полярных регионах. Модель применялась для моделирования условий на североамериканском континенте в период последнего ледникового периода. Помимо прогнозирования погоды, модель Polar MM5 использовалась для ряда симуляций, изучающих современный и прошлый климат над ледниковыми щитами, включая моделирование условий на североамериканском континенте во время последнего ледникового периода. Группа полярной метеорологии также использовала модель MM5 для создания так называемой Антарктической мезомасштабной системы прогнозирования (или AMPS). AMPS – это система прогнозирования, предназначенная для составления прогнозов погоды для Антарктиды и прилегающих районов Южного океана в поддержку Антарктической программы США.

Складыше полярных пород

BPRC поддерживает большую и уникальную коллекцию геологических образцов и материалов в Полярном хранилище горных пород. PRR – это национальный центр, в котором хранятся коллекции образцов горных пород из Антарктиды, собранные американскими учеными за последние 40 с лишним лет. Доктор Энн Груноу является хранителем Полярного хранилища горных пород. Это единственное в своем роде учреждение в Соединенных Штатах. Хранилище имеет вместимость около 140 000 образцов горных пород, и уже каталогизировано более 30 000 образцов. Коллекции образцов доступны для использования исследователями, преподавателями и музеями. Для ознакомления общественности с полярной геологией доступны онлайн-база данных и образовательные материалы.

Полевые исследования Гренландии

В 1980-х годах фотограмметрист Генри Бречер проводил аэрофотосъемку крупных ледников Гренландии. В 1990-е годы доктор Эллен Мозли Томпсон получила ледяные керны из нескольких точек, включая GITS. Доктор Кен Джезек проводил радиолокационные исследования в зонах аккумуляции и абляции Гренландии. В 1995 году Кен Джезек находился в Швейцарском лагере. В 2005 году Джейсон Бокс помогал Конраду Штеффену в обслуживании автоматических метеостанций в Швейцарском лагере и на объектах, входящих в Гренландскую климатическую сеть. Джейсон Бокс вернулся в Гренландию для: 1) получения ледяного керна в юго-восточной Гренландии, где модель Polar MM5 прогнозирует максимальное накопление снега, 2) установки камер непрерывной съемки, направленных на два отступающих ледника, и 3) проведения измерений в надледниковых талых озерах. В 2007 году в июне Джейсон Бокс установил камеры непрерывной съемки рядом с пятью крупными отступающими ледниками на западе Гренландии. В июле-сентябре Джейсон Бокс готовился и провел 7 недель в полевом лагере вблизи Северного полярного круга, в течение которых проводил измерения энергетического баланса поверхности (таяния) и надледниковых талых озер. В 2008 году в ходе трехнедельной полевой кампании Джейсон Бокс, Ян Ховат, Славек Тулачик и Юшин Ан проводили измерения на леднике Стор, расположенном на западе Гренландии. Ян Ховат установил GPS-датчики на леднике Стор в западной Гренландии. В 2009 году Джейсон Бокс установил камеры непрерывной съемки на леднике Петерманн в ожидании значительной потери площади, которая и произошла в августе 2010 года. В 2010 году в апреле-мае Джейсон Бокс совместно с коллегами совершил 750-километровый переход через южный ледниковый щит Гренландии к Северному полярному кругу для получения трех ледяных кернов и радиолокационных данных о снежном покрове с целью изучения пространственных и временных закономерностей скорости снегопада.

Антарктида

Ученые BPRC получили ледяные керны из нескольких точек на Антарктическом ледяном щите. Трансантарктические горы рассекают континентальный ледяной щит, и с обеих сторон наблюдается различная динамика движения льда. Для картографирования ледяных щитов используется Radarsat (данные радиолокационной съемки, полученные с орбитальных спутников). Скорость стока льда в океан увеличивается, а в Западной Антарктиде ледяной поток в шельфовый ледник Росса происходит с заметным ускорением. В марте 2000 года от шельфового ледника Росса откололся крупнейший из когда-либо зарегистрированных айсбергов.

Перу

Ледник Кори-Калис в Перу, главный сток ледникового покрова Квельккая, отступает. Терминальная часть ледника сокращается с 1963 года, при этом с 1980 года наблюдается резкое увеличение темпов отступления.

Африка

Лонни Томпсон возглавлял исследовательские экспедиции к ледникам на вершине горы Килиманджаро. При сохраняющихся текущих темпах таяния ледников Килиманджаро, прогнозируется, что снежный покров полностью исчезнет к 2020 году, а сам ледник может прекратить своё существование к 2023 году.