Временная изменчивость альбедо ледников архипелага Шпицберген, на примере ледника Альдегонда

В настоящем исследовании рассмотрена временная изменчивость отражательных свойств поверхности — альбедо ледника Альдегонда (Земля Норденшельда, остров Западный Шпицберген) на основе спутниковых снимков оптического спектра за период 2016–2024 гг. Изучение альбедо имеет ключевое значение для понимания системы обратных связей в балансе энергии и массы низкорасположенных ледников архипелага Шпицберген.

Для оценки альбедо поверхности использовались спутниковые снимки Sentinel-2 уровня L2A с пространственным разрешением 10–20 метров за август, когда наблюдается наиболее интенсивная абляция ледника. Предварительная обработка снимков включала расчёт интегрального альбедо на основе эмпирических методик, учитывающих спектральные характеристики каналов и оптические свойства атмосферы. В результате были получены пространственно-распределённые значения альбедо по всей площади ледника, при этом теневые области были исключены из дальнейшего анализа.

Величины стаявшего слоя льда за каждый сезон 2016–2024 гг. были измерены по четырнадцати абляционным рейкам. Значения приходящей солнечной радиации и температуры воздуха были взяты из архива микроклиматических наблюдений на леднике Альдегонда по данным автоматической метеорологической станции.

В результате анализа выявлена тенденция к снижению альбедо поверхности ледника Альдегонда с 2016 по 2024 год. Межгодовая изменчивость абляции в наибольшей степени объясняется изменениями температуры воздуха и альбедо. Между абляцией и температурой воздуха установлен положительный коэффициент линейной корреляции 0.77. Альбедо также оказалось значимым фактором, с коэффициентом корреляции −0.70, свидетельствующим о том, что рост абляции связан с уменьшением альбедо поверхности. Положительная связь была выявлена и между абляцией и коротковолновым радиационным балансом (коэффициент корреляции 0.76), что подчёркивает важность отражательных характеристик поверхности в процессах таяния.

На основании проведённой регрессионной оценки был предложен двухфакторный подход для расчёта абляции поверхности ледника в зависимости от альбедо и средней температуры воздуха за август:

Абляция = 2.37 + 0.15 × температура воздуха – 3.52 × альбедо,

где 2.37 — свободный член, 0.15 — коэффициент при температуре воздуха, а −3.52 — коэффициент при альбедо. Важной оговоркой является, что при нулевых и отрицательных температурах абляция считается равной 0. 

Подобная модель объясняет 67.4% дисперсии абляции (R² = 0.67). Оставшиеся 32.6% дисперсии, вероятно, связаны с влиянием других факторов, таких как характеристики снежного покрова, ветровой режим и локальные метеорологические условия.

Полученные результаты подтверждают ключевую роль альбедо и коротковолнового радиационного баланса в процессе таяния низкорасположенных ледников.