Съемка с дронов показала высокую изменчивость шероховатости снежного покрова в Антарктиде

Новое исследование меняет представление о взаимодействии снега и атмосферы в Антарктиде

Ученые изучили, как шероховатость снежного покрова Антарктиды влияет на тепло- и влагообмен между континентом и атмосферой. Этот фактор, известный как аэродинамическая шероховатость (zo), определяет, насколько поверхность взаимодействует с воздушными потоками. До сих пор в климатических моделях этот параметр часто упрощали, считая его постоянным для больших территорий, что могло искажать результаты.

В новом исследовании, опубликованном в Journal of Geophysical Research: Earth Surface, ученые использовали данные дронов для анализа изменчивости zo на станции Циньлин в Восточной Антарктиде. Результаты показали, что шероховатость снега может меняться в десятки раз в зависимости от типа поверхности, масштаба измерений, выбранной модели и погодных условий.

Ключевые выводы исследования

• Высокая изменчивость zo: В районах со снежными грядами (саструги) аэродинамическая шероховатость может изменяться на порядок в зависимости от погодных условий. Например, после снегопада она увеличивается, а при сильном ветре — уменьшается.
• Влияние микрорельефа: Исследование впервые показало, как микрорельеф поверхности реагирует на метеорологические события, что ранее не учитывалось в моделях.
• Важность детализации: Для точного моделирования взаимодействия снега и атмосферы необходимо учитывать мелкомасштабные изменения шероховатости, а не усредненные значения.

Почему это важно для климатических моделей

Точность прогнозирования погоды и климата в полярных регионах напрямую зависит от корректного учета параметров поверхности. Новые данные помогут усовершенствовать существующие модели, что особенно актуально в условиях изменения климата.

«Наше исследование демонстрирует, что аэродинамическая шероховатость снега в Антарктиде не является статичной величиной. Ее динамика напрямую связана с погодными условиями и микрорельефом, что необходимо учитывать при моделировании», — отмечают авторы работы.

Методология и результаты

Исследователи использовали многотемпоральную облетную фотограмметрию с дронов для создания детальных карт шероховатости. Данные собирались на станции Циньлин в Восточной Антарктиде, где были зафиксированы значительные колебания zo в зависимости от времени года и погодных условий.

Результаты показали, что:

• В районах с састругами zo может изменяться от 0,1 до 10 мм в зависимости от силы ветра и количества осадков.
• В зонах с гладким снежным покровом изменения были менее выраженными, но все же значимыми для моделирования.
• Традиционные подходы, использующие усредненные значения, не учитывают эти колебания, что может приводить к ошибкам в прогнозах.

Перспективы применения

Новые данные могут быть использованы для:

• Улучшения климатических моделей, учитывающих взаимодействие снега и атмосферы.
• Оптимизации прогнозов погоды в полярных регионах.
• Разработки более точных методов дистанционного зондирования снежного покрова.

По мнению экспертов, это исследование открывает новые возможности для изучения Антарктиды и других полярных регионов, где шероховатость поверхности играет ключевую роль в климатических процессах.

Ссылка на публикацию

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