Badania z użyciem dronów ujawniają dużą zmienność szorstkości śniegu na Antarktydzie

Zmienność szorstkości śniegu na Antarktydzie ujawniona dzięki technologii dronów

Badania prowadzone z wykorzystaniem zdjęć lotniczych wykonanych przez drony ujawniają dotąd niedocenianą zmienność szorstkości aerodynamicznej śniegu na Antarktydzie. Wyniki te mają istotne implikacje dla modelowania interakcji między powierzchnią lodu a atmosferą, co wpływa na prognozy pogody i klimatu w regionach polarnych.

Dlaczego szorstkość śniegu ma znaczenie?

Szorstkość aerodynamiczna (oznaczana jako z₀) to kluczowy parametr określający, jak powierzchnia śniegu i lodu oddziałuje z powietrzem. Im bardziej nierówna powierzchnia, tym silniejsze są te interakcje, wpływające na ruch śniegu, topnienie oraz lokalne warunki środowiskowe. Przykładem takiej nierówności są sastrugi – formacje śnieżne ukształtowane przez wiatr, które mogą znacznie zwiększać szorstkość powierzchni.

Dotychczas w modelach klimatycznych z₀ traktowano jako stałą wartość na dużych obszarach, ponieważ jej dokładne pomiary były trudne do przeprowadzenia. Nowe badanie pokazuje jednak, że podejście to może być niewystarczające.

Badania z użyciem dronów na stacji Qinling

Zespół naukowców pod kierownictwem Zheng et al. [2026] wykorzystał wieloczasową fotogrametrię z użyciem dronów do mapowania zmienności z₀ na stacji Qinling we wschodniej Antarktydzie. Analiza wykazała, że szorstkość aerodynamiczna może się znacznie różnić w zależności od:

• typu powierzchni (np. sastrugi, gładki śnieg);
• skali pomiaru;
• wybranego modelu matematycznego;
• warunków meteorologicznych.

Szczególnie interesujące okazały się zmiany z₀ w obszarach sastrugów. Badania wykazały, że wartość ta może się zmieniać nawet o jeden rząd wielkości w zależności od sytuacji pogodowej:

• po opadach śniegu szorstkość wzrasta;
• pod wpływem silnych wiatrów – maleje.

Implikacje dla modeli klimatycznych

Odkrycia te podkreślają konieczność uwzględniania drobnoskalowej zmienności szorstkości powierzchni w modelach klimatycznych. Dokładniejsze odwzorowanie z₀ może poprawić przewidywania dotyczące:

• topnienia pokrywy śnieżnej;
• wymiany ciepła i wilgoci między powierzchnią a atmosferą;
• prognoz pogody w regionach polarnych.

„Uchwycenie drobnoskalowej zmienności szorstkości powierzchni jest kluczowe dla precyzyjnego modelowania interakcji śnieg–atmosfera na Antarktydzie. Nasze badania pokazują, że pomijanie tych zmian może prowadzić do istotnych błędów w prognozach klimatycznych.”

Metodologia i wyniki

Badacze przeprowadzili wieloczasowe pomiary z użyciem dronów, wykonując zdjęcia powierzchni śniegu pod różnymi kątami. Uzyskane dane pozwoliły na precyzyjne określenie zmienności z₀ w czasie i przestrzeni. Wyniki zostały opublikowane w Journal of Geophysical Research: Earth Surface i stanowią istotny wkład w zrozumienie procesów zachodzących na Antarktydzie.

Cytowanie: Zheng, Z., Zheng, L., Wang, K., Clow, G. D., Cheng, X. (2026). UAV oblique imagery reveals order-of-magnitude changes in snow aerodynamic roughness length under shifting meteorological regimes at Qinling Station, East Antarctica. Journal of Geophysical Research: Earth Surface, 131, e2025JF008781. https://doi.org/10.1029/2025JF008781