Их результаты, опубликованные в Physical Review Fluids, имеют значение для океанографов и климатологов.
Ведущий автор и аспирант Эрик Хестер сказал: «Хотя айсберги – лишь одна часть глобальной климатической системы, наша улучшенная модель предоставляет нам циферблат, который мы можем настроить, чтобы лучше отражать реальность меняющегося климата Земли."
Текущие модели, которые включены в методологию, используемую Межправительственной группой экспертов по изменению климата, предполагают, что айсберги равномерно тают в океанских течениях.
Однако г-н Хестер и его коллеги показали, что айсберги не тают равномерно и тают с разной скоростью в зависимости от их формы.
«Около 70 процентов пресной воды в мире находится в полярных ледяных покровах, и мы знаем, что изменение климата вызывает их сокращение», – сказал г-н Хестер, докторант Школы математики и статистики.
«Некоторая часть этой потери льда происходит непосредственно из-за ледяных щитов, но примерно половина общей потери льда из Гренландии и Антарктиды происходит, когда айсберги тают в океане, поэтому понимание этого процесса важно.
«Наша модель показывает, что айсберги тают быстрее, чем предполагают современные модели», – сказал он.
Г-н Хестер сказал, что его исследование не только важно для моделирования изменений ледяных щитов, но и поможет нам лучше понять влияние таяния льда на океанские течения.
«Циркуляция океана является причиной того, что в Британии не так холодно, как в Альберте, Канада, несмотря на то, что она находится на схожих широтах», – сказал г-н Хестер.
По его словам, Гольфстрим, который забирает более теплую воду из тропиков через Атлантический океан, делает Западную Европу более мягкой, чем она могла бы быть в противном случае.
«Это течение может отключиться, если в систему сразу же будет сброшено слишком много пресной воды, поэтому очень важно, чтобы мы понимали процесс таяния айсберга и ледяного покрова."
Где и когда выпускается пресная вода и как это влияет на океан, отчасти зависит от скорости таяния айсбергов.
Соавтор доктор Джеффри Васил из Сиднейского университета сказал: «В предыдущей работе по включению айсбергов в моделирование климата использовались очень простые модели таяния. Мы хотели узнать, насколько они точны и можем ли мы их улучшить."
Г-н Хестер сказал, что их модели – подтвержденные экспериментально – и наблюдения океанографов показывают, что стороны айсбергов тают примерно в два раза быстрее, чем их основание. Для айсбергов, которые движутся в океане, таяние на фронте может происходить в три или четыре раза быстрее, чем предсказывали старые модели.
«Старые модели предполагали, что стационарные айсберги вообще не тают, тогда как наши эксперименты показывают, что таяние составляет около миллиметра каждую минуту», – сказал г-н Хестер.
«В айсбергах, движущихся в океанах, таяние на основании может происходить на 30 процентов быстрее, чем в старых моделях."
Исследования показывают, что форма айсберга важна. Учитывая, что борта тают быстрее, широкие айсберги тают медленнее, но более узкие айсберги меньшего размера тают быстрее.
«В нашей статье предлагается очень простая модель, учитывающая форму айсберга, в качестве прототипа улучшенной модели таяния айсбергов», – сказал доктор Василь.
Чтобы проверить эти модели, исследователи разработали первые реалистичные мелкомасштабные модели таяния льда в соленой воде.
«Мы уверены, что это моделирование отражает достаточную сложность, так что теперь у нас есть гораздо лучший способ объяснить, как тают айсберги», – сказал г-н Хестер.
Доктор Васил, научный руководитель г-на Хестера, сказал: «До того, как Эрик начал свою докторскую диссертацию, вычислительных инструментов для моделирования таких систем на самом деле не существовало.
"Эрик взял очень простой прототип и прекрасно справился со сложной задачей таяния льда."
Доктор Василь сказал, что эти методы могут быть применены ко многим другим системам, включая таяние ледников или таяние замороженного соленого морского льда.
"Но это еще не все. Его методы также могут быть использованы астробиологами для лучшего понимания ледяных спутников, таких как Энцелад Сатурна, кандидата на поиск жизни в других местах Солнечной системы."