Gwałtowne ocieplenie w Arktyce - zamarzanie Morza Czukockiego stanęło w miejscu

W Arktyce znacznie wzrosły temperatury, co spowodowało, że zamarzanie wód w pacyficznym sektorze Oceanu Arktycznego stanęło w miejscu. To pierwsza w tym półroczu zimowym tak silna fala ciepła.

Po prawej: średnie temperatury powietrza w Arktyce 12 grudnia 2019 roku. Po prawej: odchylenia temperatur od średniej 1979-2010. Climate Reanalyzer
 

Ciepłe masy powietrza zaczęły wkraczać nad pacyficzną cześć Oceanu Arktycznego 9 grudnia. Animacja obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje zmiany temperatur powietrza na wysokości 850 hPa i przemieszczające się tym samym masy powietrza w dniach 9-12 grudnia 2019. Bardzo duży wyłom w wirze polarnym i silne meandrowanie prądu strumieniowego umożliwiło wtargnięcie tak dużej ilości ciepła nad znaczny obszar Oceanu Arktycznego.

 Temperatury powierzchniowe w Arktyce 11 grudnia 2019 roku. Earthnet

Adwekcja była wystarczająco silna, by podnieść temperaturę powyżej zera nad Morzem Czukockim. W rezultacie czego zamarzanie w tej części Arktyki stanęło w miejscu. Ocieplenie było na tyle silne, że 12 grudnia temperatura na Wyspie Wrangla wzrosła do -0,8^oC, z kolei minimalna wyniosła ledwie -3,2^oC. Zatem na tej wyspie jest cieplej niż w niektórych miejscach Polski.

 Zmiany zasięgu i koncentracji arktycznego lodu morskiego na Morzu Beauforta i Czukockim w dniach 8-11 grudnia 2019 roku. AMSR2, University of Bremen

Wysokie temperatury spowolniły zamarzanie, a lokalnie wywołały nawet topnienie pokrywy lodowej. Jednak o tej porze dużą rolę odgrywa wiatr. Efekty całości zdarzenia widać na powyższej animacji. Zmiany dotknęły też lód Morza Beauforta.

 Powierzchnia lodu morskiego na Morzu Czukockim i Beauforta w 2019 roku w stosunku do lat 2007-2018. NSIDC

Działanie nakręcanej przez ocieplający się klimat pogody pokazują te dwa wykresy. Powierzchnia lodu na Morzu Czukockim przestała rosnąć i 11 grudnia wyniosła 435 tys. km², w tym czasie rekordowa w 2007 roku wartość wyniosła niespełna 420 tys. km². Nie jest wykluczone, że rok 2019 ponownie w przypadku tego akwenu będzie rekordowy. Nieco lepiej jest na Morzu Beauforta na którym też można zauważyć zmiany. Całościowo, jak pokazuje wykres obok, sytuacja wygląda jak na ostatnie lata dobrze. Przynajmniej na razie.

 Mozaika zdjęć pokrywy lodowej Morza Czukockiego i części Basenu Arktycznego oraz Morza Wschodniosyberyjskiego z 10-12 grudnia 2019 roku. Sentinel, Sea Ice Denmark

W kolejnych dniach według prognoz sytuacja ma się uspokoić, ale stopniowo z powodu wysokich temperatur wir polarny będzie szwankować. Należy się więc spodziewać, że taka fala ciepła nie będzie ostatnią w tym sezonie zamarzania. 

Zobacz także:

• Kolejne uderzenie w lód Morza Czukockiego, poniedziałek, 9 grudnia 2019 Warunki dla zamarzania arktycznych wód jak na razie pozostają dobre. Dzięki odpowiedniej cyrkulacji atmosferycznej i niskim temperaturom szybko zamarzają akweny na których wcześniej pokrywa lodowa rozwijała się bardzo powoli. 

Kolejne uderzenie w lód Morza Czukockiego

Warunki dla zamarzania arktycznych wód jak na razie pozostają dobre. Dzięki odpowiedniej cyrkulacji atmosferycznej i niskim temperaturom szybko zamarzają akweny na których wcześniej pokrywa lodowa rozwijała się bardzo powoli. Ta sytuacja może jednak zostać zakłócona. Mapa obok (kliknij, aby powiększyć) przedstawia aktualny zasięg lodu morskiego na Oceanie Arktycznym. 

Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2019 roku względem wybranych lat, oraz średniej 1981-2010. Wykres pokazuje zapis dziennych odczytów w 5-dniowej średniej. NSIDC

Trend spokojnych i w miarę chłodnych warunków atmosferycznych jest kontynuowany. Dzięki czemu zasięg lodu morskiego w Arktyce jest spory, jak na ostatnie lata, co ilustruje powyższy wykres.  8 grudnia lód morski zajmował obszar liczący 11,21 mln km² i nie jest tym samym rekordowy. Rekordzistą pozostaje rok 2016 - 10,52 mln km². 

 Powierzchnia lodu morskiego w 2019 roku względem wybranych lat. Dane NSIDC, wykres Nico Sun 

Podobnie jest w przypadku faktycznej powierzchni lodu, co świadczy o tym, że odpowiednio niskie temperatury nadrabiają zaległości w zamarzaniu.  Działanie komórki polarnego powietrza od połowy października do grudnia przyczyniło się w końcu do wychłodzenia wód i ich zamarznięcia na znacznym obszarze. Resztę dzieła dopełniają lokalne zmiany pogodowe, powiązane zresztą z tym co dzieje się w Arktyce. Przede wszystkim w Zatoce Hudsona, która w ciągu ostatnich dni bardzo szybko zaczęła zamarzać, podobnie jak i też Morze Baffina. Ale nie wszędzie tak jest. Mapa obok pokazuje odchylenia powierzchni lodu względem średniej 2007-2016. 

Wysokość geopotencjału ilustrująca stan troposferycznego wiru polarnej po lewej, oraz odchylenia temperatury od średniej 1981-2010 dla okresu 1-6 grudnia 2019. NOAA/ESRL

Wir polarny ma się dobrze, ale nie aż tak, i od czasu do czasu ciepło wbija się nad region Arktyki, co pokazuje mapa odchyleń temperaturowych. Dlatego też jedne akweny, tak jak Morze Baffina i Zatoka Hudsona szybko zamarzają (tam jest centrum wiru polarnego), a inne nie, wręcz lód wycofuje się.

Zmiany powierzchni lodu morskiego na poszczególnych akwenach. Wipneus, dane AMSR2, University of Hamburg

Tu za przykładem idzie część atlantycka z Morzem Grenlandzkim na czele. Ciepło i sztormy zredukowały tamtejszy lód, a na Morzu Barentsa i Karskim zamarzanie jest powolne. Cienki jak plaster lód zwiększa swoje rozmiary, po czym wycofuje się z powodu wiatru i napływu morskich, ciepłych mas powietrza.

Prognozowane warunki pogodowe w Arktyce na 10-11 grudnia 2019 roku. Tropical Tidbits

Zamarzanie ruszyło też na Morzu Czukockim, ale warunki pogodowe mogą spowodować, że lód nawet jeśli się nie wycofa, to nie będzie zwiększać swojej powierzchni. Zmiany mogą dotknąć też pokrywę lodową na zachodzie Morza Beauforta. Wir polarny przestaje być już stabilny, i jak pokazuje mapa dojdzie do powstania bardzo silnego wyłomu i tym samym załamania prądu strumieniowego. To otworzy drogę dla ciepłych mas powietrza. Odchylenie temperaturowe, co pokazuje mapa obok, zwiększy się o 10 a nawet 15^oC. W praktyce będzie to oznaczało wzrost miejscami nawet do zera stopni, choć nad niemal całym Morzem Czukockim będzie panował bardzo lekki mróz.

Mozaika zdjęć pokrywy lodowej Basenu Arktycznego, Morza Czukockiego i wschodniej części Morza Wschodniosyberyjskiego z 6-8 grudnia 2019 roku. Sentinel, Sea Ice Denmark

Lekki mróz spowolni dalsze wychładzanie wody, która wcześniej nie zamarznęła. Długoterminowe prognozy pogody w Arktyce trudno przewidzieć, ale w kolejnych dniach sytuacja powinna się uspokoić, a dalsze zamarzanie powinno być kontynuowane

Zobacz także:

• Silny sztorm wdziera się nad Morze Czukockie, wtorek, 26 listopada 2019 Tempo zamarzania Oceanu Arktycznego jak na razie przebiega bez przeszkód dzięki niskim temperaturom i braku silnych adwekcji wynikających z anormalnego zachowania się prądu strumieniowego. Sytuacja ta nie jest jednak wieczna.

PIOMAS (listopad 2019) - wir polarny poprawił nieznacznie sytuację

W drugiej połowie października warunki dla zamarzania arktycznych wód zmieniły się. Zapanował stabilny i dość silny wir polarny, który z drobnymi wahnięciami utrzymywał się do końca listopada. Zupełnie odmienne warunki temperaturowe i atmosferyczne od tych z 2016 roku pozwoliły na niewielką poprawę stanu lodu morskiego.

Objętość lodu w Arktyce w 2019 roku względem wartości z ostatnich lat i średniej 1979-2018. PIOMAS
 

Objętość lodu morskiego 30 listopada tak jak miesiąc wcześniej była trzecią najmniejszą w historii ponad 40-letnich pomiarów. Sytuacja ta względem poprzedniego miesiąca poprawiła się za sprawą obecności wiru polarnego i stosunkowo niskich temperatur - listopad w Arktyce był dziewiątym najcieplejszym w historii pomiarów. Mimo wszystko jak pokazuje animacja obok (kliknij, aby powiększyć) stan czapy polarnej jest bardzo daleki od tego z poprzednich dekad. Owszem, pojawił się ponad trzymetrowej grubości lód, ale zajmuje on niewielki obszar pokrywy lodowej. Z perspektywy trendu mamy jedynie fluktuację, przyjmując założenie, że trend ocieplenia będzie postępować dalej. Ilość lodu morskiego 30 listopada wyniosła 10349 km³, a to niewiele.

Na tej tabeli przedstawiona jest dokładna rozpiska objętości lodu na 30 listopada. W różowych kolumnach przedstawione są różnice względem poprzednich lat i średnich dekadowych, także ich procentowe wartości. Odmienne warunki pogodowe w listopadzie przyczyniły się do nieznacznej poprawy stanu lodu morskiego. Jego objętość jest teraz o 965 km³ większa niż w 2016 roku, procentowa różnica zwiększyła się z 0,5% do aż 10,3%. To bardzo duża zmiana, ale trzeba mieć na uwadze zupełnie inne warunki pogodowe, jakie panowały w 2016 roku. W przypadku 2012 roku zmiany były dużo mniejsze - z 1,6% na 2,1%.

Grubość lodu morskiego Arktyki w listopadzie 2019 roku i anomalie grubości w stosunku do średniej 1981-2010. PIOMAS/Zack Labe

I tu ważną sprawą jest to, że po tym co działo w 2016 roku, w kolejnym sezonie topnienia nie znalazło to przełożenia, choć przesłanki były - to, że stan lodu jest fatalny i może się on za to łatwo topić. Wrześniowe minimum 2017 wyniosło ponad 4500 km³, więcej niż rok wcześniej. Dlatego też warto spojrzeć na sytuację pod innym kątem, np grubości, a potem jak pokazuje wykres na końcu, trendu zmian. Grubość lodu morskiego wygląda źle - w stosunku do średniej 1981-2010 nie ma miejsc, gdzie lód byłby grubszy. Nawet względem średniej z okresu 2011-2018 miejsca gdzie grubość pokrywy lodowej jest mniejsza są w znacznej przewadze. 

 Grubość arktycznego lodu morskiego w 2019 roku w stosunku do okresu 2005-2018 i średnich wartości z lat 80. i 90. XX wieku. PIOMAS

Wir polarny wpłynął na lód, ale niewielkim stopniu. Jego miąższość od połowy września praktycznie się nie zmieniła, bo ciepło Oceanu Arktycznego topiło lód, gdy ten wcześniej w październiku naprędce zwiększał swoje rozmiary zamykając prawie całe ciepło pod spodem. Widać to na wykresie, a taka sytuacja występuje już od ponad 10 lat. Z tą różnicą, że kilka lat temu miało z czego spadać. Teraz za sprawą tego zjawiska grubość lodu, wynosząca 1,1 metra jest niemal taka sama jak w 2012 roku. W latach 90. XX wieku takie topnienie jesienne też miało miejsce, ale jak pokazuje wykres, było łagodniejsze.

 Spadek ilości lodu w Arktyce dla listopada w latach 1979-2019 i ekstrapolacja trendu na podstawie dotychczasowych zmian. Dane PIOMAS

Średnia objętość lodu w listopadzie wyniosła 8500 km³, 700 km³ więcej niż w 2016 roku, który notował wtedy rekord. Ale na przestrzeni kilku dekad doszło do drastycznej zmiany - czapa polarna straciła 61% swojego lodu. Jeśli trend się utrzyma jeszcze przez 2050 rokiem przez większość listopada lodu w Arktyce nie będzie. Wszystkie te zmiany w Arktyce dzieją się na przestrzeni dekad, a nie setek lat. Fakt iż od 2012 roku nie padł rekord topnienia, nie oznacza, że zmiany w Arktyce przestały zachodzić.


Zobacz także:

• PIOMAS (październik 2019) - kiepski początek sezonu zamarzania, czwartek, 7 listopada 2019 W tym roku nie padł rekord wrześniowego minimum co do objętości lodu morskiego Arktyki, ale pierwsze tygodnie sezonu zamarzania pokazują, że ponownie wracają problemy, z którymi Arktyka boryka się od kilku lat. A mianowicie kulejący przyrost w półroczu zimowym. 
• PIOMAS (wrzesień 2019) - zmiany są nieubłagane, niedziela, 6 października 2019 
• PIOMAS (sierpień 2019) - rekordowe roztopy w Arktyce są nieuniknione, piątek, 6 września 2019 

Listopad 2019 - stabilne zamarzanie na niskim poziomie

Powolny przyrost pod koniec września, oraz w pierwszej połowie października spowodował, że czapa polarna w listopadzie tego roku była drugą najmniejszą w historii 41-letnich pomiarów satelitarnych. W listopadowym sezonie zamarzania wyróżniały się akweny: Morze Czukockie, Zatoka Hudsona i Cieśnina Davisa wraz z Morzem Baffina. Pomiary pokazują, że temperatury na wybrzeżu Oceanu Arktycznego szybko rosną.

Średni zasięg arktycznej pokrywy lodowej w listopadzie 2019 roku. Fioletowa linia pokazuje średni zasięg lodu dla okresu 1981-2010 dla listopada. Sea Ice Index - NSIDC

Powolne tempo zamarzania na początku nocy polarnej spowodowało, że nawet teraz, mimo obecności wiru polarnego zasięg lodu morskiego jest znacząco mniejszy niż wynosi średnia wieloletnia. Dla listopada 2019 roku średnia wartość zlodzenia wyniosła 9,33 mln km², to 0,67 mln km² powyżej rekordowej wartości z 2016 roku, ale jednocześnie 1,37 mln km² poniżej średniej 1981-2010. Działanie wiru polarnego spowodowało, że na przełomie listopada i grudnia zasięg lodu spadł na trzecie miejsce, ponieważ zamarzanie oceanu ogólnie rzecz biorąc nie podlegało zakłóceniom. Mapa obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje anomalie koncentracji lodu morskiego dla listopada 2019 roku.

 Zmiany zasięgu lodu morskiego w listopadzie 2019 roku. AMSR2, Institute of Oceanography, University of Hamburg

Tempo zamarzania było stabilne, sytuacja była inna niż we wspominanym 2016 roku. Mimo to, wody Morza Czukockiego, Zatoki Hudsona i Morza Baffina zamarzały wolno, parę razy lód nawet wycofywał się. Do końca listopada i pierwszych dni grudnia Morze Czukockie wciąż pozostaje niezmarznięte. Lepiej prezentowała się sytuacja na Morzu Barentsa dzięki względnie stałej obecności komórki polarnej, ale nawet tam zasięg występowania lodu w listopadzie był mniejszy od średniej. 

Zmiany zasięgu arktycznego lodu morskiego w 2019 roku w stosunku do ostatnich lat i średniej 1981-2010.

Średnie tempo wzrostu zasięgu lodu morskiego w listopadzie tego roku wyniosło 98,6 tys. km²/dziennie, było więc szybkie i względnie stałe. Średnia dla listopada to 69,6 tys. km² na dzień. W ciągu całego miesiąca czapa polarna powiększyła się o 2,75 mln km², tak więc więcej niż średnia dla listopada wynosząca 2,07 mln km².

 Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 dla listopada 2019 roku. Wartość anomalii na poziomie ciśnienia 925 hPa (750 m.n.p.m). NOAA/ESRL

Mimo obecności względnie stabilnego i silnego wiru polarnego w listopadzie 2019, temperatury w wielu miejscach były wyższe od średniej wieloletniej. Od 2 do 4^oC cieplej niż zwykle było nad Morzem Wschodniosyberyjskim, Beauforta i Czukockim. Norma wieloletnia panowała nad biegunem północnym, w atlantyckiej części Oceanu Arktycznego, w tym nad Morzem Karskim. Ciepło, co pokazuje powyższa mapa było na Grenlandii. W tym przypadku jest to korzystne, bo taka sytuacja oznacza duże opady śniegu.

Zmiany średnich miesięcznych temperatur w okresie jesiennym (wrzesień-październik) dla Barrow na Alasce i Wyspy Wrangla w latach 1990-2019. NASA/GISS
 

Powolne zamarzanie Morza Czukockiego i części Morza Beauforta było związane z temperaturami wód, a także oddziaływaniem samej pogody w postaci układów barycznych. Powierzchnia Morza Czukockiego w listopadzie była średnio o 10-12^oC wyższa niż być powinna. Lokalnie, jak pokazuje mapa obok, nawet o 20^oC Dużo, bo chodzi o fakt braku lodu, którego powierzchniowa temperatura w listopadzie wynosi już około -10^oC a w drugiej połowie miesiąca szybko spada. W związku z takim stanem rzeczy obserwuje się postępujący wzrost temperatur na wybrzeżu Oceanu Arktycznego. Od początku lat 90. XX wieku do dziś w Barrow leżącym na granicy Morza Czukockiego i Beauforta średnia miesięczna  temperatura jesienią wzrosła o 4^oC, a na Wyspie Wrangla o 5^oC. 

Średnie tempo spadku zasięgu lodu morskiego dla listopada w latach 1979-2019.

Średnioroczne tempo spadku zlodzenia w trendzie wynosi dla listopada tego roku  53,8 tys. km², a więc 5,02% na dekadę w stosunku do średniej 1981-2010. Od 1979 roku w stosunku do średniej 1981-2010 czapa polarna w październiku skurczyła się już o ponad 20%. 

Transport ciepła przez Cieśninę Beringa

 Szeroka na 85 km Cieśnina Beringa jest wystarczająco szeroka by mieć wpływ na transport wody do Morza Czukockiego.

Ostatnie wyniki badań wskazują na to, że transport ciepła morskiego do Morza Czukockiego przez Cieśninę Beringa silnie wpływa na występowanie lodu morskiego w regionie. Zmiany ilości przepływającej przez Cieśninę Beringa monitorowane są przez boję. Tempo tego transportu zależy od ilości wody, a także od jej temperatury. Według naukowców z Uniwersytetu Waszyngtońskiego, zmienność napływu wód do Morza Czukockiego jest w znacznym stopniu związana z siłą wiatrów wiejących nad Morzem Wschodniosyberyjskim, które podnoszą lub obniżają poziom morza w regionie. 

Z kolei naukowcy z NSIDC zwracają uwagę na rolę warunków barycznych determinujących wiatry na Morzu Wschodniosyberyjskim, które wpływają na ruch wody w Cieśninie Beringa. Według nich układy baryczne mają wpływ na wielkość czapy polarnej w trakcie wrześniowego minimum. Naukowcy stwierdzili, że ostatnie duże transfery oceanicznego ciepła przez Cieśninę Beringa są związane z wysokimi temperaturami wody. A to wiąże się właśnie z długim stanem otwartych wód Morza Czukockiego. W ciągu ostatnich lat sezon bez lodu na tym akwenie wydłużył się czego wielkim przykładem jest ten rok. To by właśnie tłumaczyło dlaczego Morze Czukockie tej jesieni tak powoli zamarza

Antarktyczny lód morski drugi najmniejszy w historii pomiarów

Zasięg i koncentracja antarktycznego lodu morskiego 3 grudnia 2019 roku w zestawieniu ze średnią 1981-2010.

Tymczasem na Oceanie Południowym wokół Antarktydy trwa szybkie topnienie lodu morskiego. W listopadzie tego roku zasięg lodu był drugim najmniejszym w historii pomiarów - wyniósł 14,89 mln km², to 1,01 mln km² poniżej średniej wieloletniej i 0,67 mln km² powyżej rekordowego wtedy 2016 roku. Rok 2017 przyniósł rekord, kiedy to pokrywa lodowa Oceanu Południowego na początku marca skurczyła się do 2,11 mln km².

Na podstawie National Snow and Ice Data Center: Low, but steady growth

Zobacz także:

• Październik 2019 - dzika jazda w październiku, środa, 6 listopada 2019 Październik 2019 roku charakteryzował się ciekawym rozwojem sytuacji w Arktyce. Początkowo zasięg lodu morskiego był trzecim najmniejszym w historii pomiarów, następnie zajął mocne pierwsze miejsce by na koniec miesiąca w wyniku niezwykle szybkiego przyrostu znaleźć się na drugim.
• Wrzesień 2019 - upadek, piątek, 4 października 2019