Nosso conhecimento do gelo marinho no Oceano Ártico vem principalmente por meio de satélites, que desde 1979 têm fotografado a extensão cada vez menor do gelo marinho visto de cima. O Oceano de Gelo Pan-Ártico e Sistema de Modelagem da Universidade de Washington, ou PIOMAS, é uma ferramenta importante para medir a espessura desse gelo. Até agora, esse sistema só existia em 1979.

Um novo artigo agora estende a estimativa do volume do gelo do mar Ártico para mais de um século, a 1901. Para isso, usou simulações de computador modernas e observações históricas, alguns escritos à mão no início de 1900 a bordo dos precursores dos atuais navios da Guarda Costeira dos EUA.

"Isso estende o registro da variabilidade da espessura do gelo marinho de 40 para 110 anos, o que nos permite colocar a variabilidade mais recente e a perda de gelo em perspectiva, "disse Axel Schweiger, um cientista do gelo marinho no Laboratório de Física Aplicada da UW e primeiro autor do estudo publicado na edição de agosto do Journal of Climate .

"O volume de gelo marinho no Oceano Ártico hoje e a taxa atual de perda não têm precedentes no recorde de 110 anos, " ele adicionou.

PIOMAS fornece uma reconstrução diária do que está acontecendo com o volume total de gelo do mar no Oceano Ártico. Ele combina registros meteorológicos e imagens de satélite da cobertura de gelo para calcular o volume de gelo. Em seguida, ele verifica seus resultados em relação a quaisquer observações de espessura existentes. Por anos após 1950, que podem ser instrumentos fixos, medições diretas ou submarinos que navegam abaixo do gelo.

Durante o início do século 20, as raras observações diretas do gelo marinho foram feitas por cortadores de receita dos EUA, o precursor da Guarda Costeira, e navios da Marinha que cruzam o Ártico todos os anos desde 1879. No projeto Old Weather, o UW, a Administração Oceânica e Atmosférica Nacional e os Arquivos Nacionais têm trabalhado com cientistas cidadãos para transcrever as entradas do tempo em livros de registro de navios históricos digitalizados dos EUA para recuperar registros climáticos únicos para a ciência. O novo estudo é o primeiro a usar as observações dos diários de bordo do gelo marinho.

"Nos diários de bordo, os oficiais sempre descrevem as condições operacionais em que se encontravam, fornecendo observações de hora em hora do gelo marinho naquele momento e local, "disse o co-autor Kevin Wood, pesquisador do Instituto Conjunto para o Estudo da Atmosfera e do Oceano. Se o navio estivesse em mar aberto, o diário de bordo pode ler "avançando a todo vapor" ou "em andamento". Quando o navio encontrou gelo, os oficiais podem escrever "dirigir vários cursos e velocidades", significando que o navio estava navegando por um campo de blocos de gelo. Quando eles se encontraram presos na bolsa de gelo, o log pode ler "cercado".

Até recentemente, esses diários de bordo só podiam ser vistos nos Arquivos Nacionais de Washington, D.C., mas, por meio de imagens digitais e transcrição por cidadãos-cientistas do Old Weather, essas raras observações das condições do tempo e do gelo do mar no Ártico no final dos anos 1800 e no início dos anos 1900 foram disponibilizadas aos cientistas e ao público.

"Estas são observações históricas únicas que podem nos ajudar a entender as rápidas mudanças que estão ocorrendo no Ártico hoje, "Wood disse.

Wood lidera a parte americana do projeto Old Weather, que se originou em 2010 no Reino Unido. As observações meteorológicas de diários de bordo históricos transcritos por cientistas cidadãos do Old Weather já foram adicionadas a bancos de dados internacionais de dados climáticos e foram usadas no modelo da atmosfera que produziu os novos resultados.

Os oficiais registravam a posição do navio ao meio-dia de cada dia usando um sextante. Eles também notariam quando passassem por recursos reconhecíveis, permitindo que os pesquisadores reconstruam totalmente a rota da nave para localizá-la no espaço e no tempo.

Embora as observações históricas do gelo marinho ainda não tenham sido incorporadas diretamente ao modelo de gelo, verificações pontuais entre o modelo e as observações iniciais confirmam a validade da ferramenta.

"Esta é uma verificação independente de que o modelo está fazendo a coisa certa, "Schweiger disse.

O novo, registros mais longos fornecem mais contexto para grandes tempestades ou outros eventos incomuns e uma nova maneira de estudar o sistema de gelo marinho do Oceano Ártico.

"As observações que temos da espessura e variabilidade do gelo marinho são muito limitadas, "Schweiger disse." Acho que as pessoas vão começar a analisar este recorde. Há uma série de perguntas que as pessoas podem fazer para ajudar a entender o gelo marinho do Ártico e prever o futuro. "

A ferramenta PIOMAS é amplamente usada por cientistas para monitorar o estado atual do gelo marinho do Ártico. A área do gelo do mar Ártico durante o mês de junho de 2019, e o volume calculado do PIOMAS, foram as segundas mais baixas naquela época do ano desde que o registro do satélite começou.

O menor volume e área de gelo marinho já registrado no Ártico ocorreu em setembro de 2012. E, embora Schweiger acredite que a tendência de longo prazo será de queda, ele não está apostando neste ano, estabelecendo um novo recorde.

"O estado do gelo marinho agora está configurado para novos mínimos, mas se isso vai acontecer ou não depende do clima nos próximos dois meses, "Schweiger disse.