czwartek, 16 stycznia 2020

Raport z I połowy stycznia - zimne wzorce pogodowe pomagają utrzymać tempo zamarzania

Styczeń 2020 roku utrzymuje jak na razie wzorce pogodowe z grudnia i listopada 2019 roku, dzięki czemu tempo zwiększania się powierzchni lodu jest duże. Aczkolwiek w pierwszej dekadzie stycznia zaobserwowano znaczne spowolnienie tempa zamarzania. W drugiej dekadzie miesiąca nastąpiło ponownie przyspieszenie. Solidna komórka polarnego powietrza utrzymywała się w pierwszej połowie stycznia bez większych przeszkód. Jako że w grudniu stratosferyczny wir polarny nie rozpadł się, to w tym miesiącu nie należy oczekiwać poważnego załamania tempa przyrostu pokrywy lodowej. Występowały i będą występować jedynie 2-3 dniowe epizody, kiedy to troposferyczny wir polarny będzie się rozpadać, po czym ponownie dojdzie do stabilizacji. Z drugiej strony temperatury w pierwszej połowie stycznia nie były wcale niskie. 

Zobacz mapę koncentracji arktycznego lodu morskiego w kolorowej wersji. 

Zasięg i koncentracja arktycznego lodu morskiego. AMSR2, University of Bremen

Utrzymujące się od wielu tygodni dobre warunki dla zamarzania spowodowały, że takie akweny jak Morze Karskie, Beringa i Barentsa cechują się dość sporą jak na ostatnie lata pokrywą lodową. Jak pokazuje powyższa mapa, pokrywa lodowa otoczyła m.in. Wyspę Św. Wawrzyńca na Morzu Beringa. Zupełnie inna jest też sytuacja na Morzu Barentsa, gdzie pak lodowy zajmuje większy obszar niż w latach 2016-2018. Animacja obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje zmiany zasięgu i koncentracji lodu morskiego w dniach 1-15 stycznia 2020.

   Zmiany tempa zwiększani/zmniejszania się zasięgu lodu morskiego w styczniu 2020 roku w zestawieniu ze zmianami z 2017 i średniej z ostatnich 10 lat. 

Wir polarny spowodował, że zarówno w grudniu jak w pierwszej połowie stycznia tempo zamarzania w Arktyce było przeważnie wysokie.

Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2020 roku i wyszczególnienie względem wybranych lat, oraz średniej 1981-2010. Wykres pokazuje zapis dziennych odczytów w 5-dniowej średniej. NSIDC

Według danych NSIDC 15 stycznia zasięg lodu morskiego Arktyki wyniósł 13,44 mln km2 i był o 0,54 mln km2 większy od rekordowego wtedy 2017 roku. Zmiany w 2017 były następstwem tego, co działo się jesienią 2016 roku. W stosunku do średniej 1981-2010 pokrywa lodowa jest o 0,93 mln km2 mniejsza, co stanowi różnicę 6,46%.    

Mapa NSIDC obok ilustruje aktualne różnice w zlodzeniu arktycznych wód względem średniej 1981-2010. Jak widać, są one zbliżone do średniej. 



 Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2019 roku względem lat 2005-2019 i średnich dekadowych. JAXA
 
Przez pierwsze 11 dni stycznia tempo zamarzania było powolne, ale potem w wyniku lokalnych zmian pogodowych ponownie przyspieszyło. Chłodne warunki wynikające z długotrwałej obecności wiru polarnego sprawiają, że zarówno w grudniu jak i teraz w styczniu tylko co jakiś czas dochodzi do spowolnienia zamarzania arktycznych wód. Mimo tego faktu, pokrywa lodowa jest w dalszym ciągu zauważalnie mniejsza niż w minionych dekadach. Szczególnie względem średnich wartości poprzedniego wieku. Mapa obok przedstawia aktualny zasięg lodu i średnią z lat 80. XX wieku. 


Powierzchnia lodu morskiego w 2020 roku względem wybranych lat. Dane NSIDC, wykres Nico Sun 
 
Podobnie na zaistniałe wzorce pogodowe reaguje też sama rzeczywista  powierzchnia lodu (area). Wartości powierzchni pokrywy lodowej w pierwszej połowie stycznia utrzymywały się powyżej wartości nawet z minionej dekady. Podobna sytuacja miała miejsce w drugiej połowie grudnia 2019. Mapa obok pokazuje odchylenia powierzchni lodu względem średniej 2007-2016. Całościowo ujemnych anomalii względem wymienionego okresu nie ma, i na przestrzeni ostatnich kilku tygodni sytuacja nie ulegała pogorszeniu, mimo cały czas występujących dość niskich temperatur. 



Zmiany powierzchni lodu morskiego na Morzu Beringa i Barentsa w 2019 roku. NSIDC

W skali całego regionu miało miejsce dobre tempo zamarzania, ale znalazły się akweny gdzie tempo zmian było powolne. Na przykład na Morzu Beringa, gdzie po szybkim wzroście na początku miesiąca doszło do znacznego spadku z powodu zmiany kierunku wiatru. Z kolei na Morzu Barentsa atlantyckie sztormy mocno stłumiły zamarzanie. 


 Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 w Arktyce w latach: 2007, 2012, 2016 i 2020 dla 1-14 stycznia. NOAA/ESRL


Pierwsza połowa stycznia nie była tak ciepła jak w 2016 roku, ale średnie odchylenia były zbliżone do tych z 2007 i 2012 roku. Mimo iż panowały mroźne masy powietrza, których obecność wiązała się z działaniem wiru polarnego, to temperatury podciągały w górę dwa zjawiska. Pierwsze to, że co jakiś czas do Arktyki docierało ciepło, choć zdarzeń tych było bardzo mało. Drugim zjawiskiem o dużo większym wpływie było zamarzanie akwenów zewnętrznych, przeze wszystkim Morza Czukockiego. To wiązało się z oddawaniem ciepła do atmosfery. W przypadku Morza Karskiego wpływ miała całkiem duża adwekcja ciepła związana z cyrkulacją strefową - permanentny brak zimy na północnym-zachodzie Rosji. To był jednak wyjątek. Animacja obok ilustruje przemieszczanie się mas powietrza i zmiany ich temperatur w dniach 21-30 grudnia 2019.
 Zmiany średnich temperatur wokół bieguna północnego (80-90oN) w 2020 roku względem średnich z poszczególnych dekad. DMI, grafika Nico Sun

Małej skali, ale znaczące napływy ciepła w połączeniu z zamarzaniem akwenów zaowocowały tym, że temperatury w Arktyce nie były wcale takie niskie. Choć z drugiej strony wartości spadające w wielu miejscach do -30oC na denialistach klimatycznych mogą robić wrażenie. W pierwszej połowie stycznia średnia temperatura wokół bieguna północnego wynosiła -25oC, a więc 5oC więcej niż w XX wieku. Aktualnie, jak pokazuje to mapa obok, nad Ocean Arktyczny dotarła pierwsza w tym roku silna fala ciepła. To bardzo silna już adwekcja ciepłą, ale zdarzenie to potrwa jednak tylko parę dni. 

  Odchylenia temperatur od średniej 1958-2002 powierzchni arktycznych wód dla 29 grudnia w latach 2014-2020. DMI

Nie na aktualnych danych DMI, ale zarówno w grudniu jak i na początku stycznia nie zaszły istotne zmiany w temperaturach wód, które pod wpływem działania mroźnego powietrza wychładzają się. Anomalie są jednak wciąż wysokie z uwagi na dużą ilość ciepła, jaka znajduje się w wodzie. 

 Grubość lodu morskiego w latach 2015-2020 dla 12 stycznia. Naval Research Laboratory, Global HYCOM 

Mimo iż warunki dla zamarzania i tym samym zwiększania się grubości lodu w grudniu i pierwszej połowie stycznia były dobre, to stan lodu nie poprawił się zauważalnie względem ostatnich lat. Jest lepiej jedynie względem 2017 roku, bo w okresie październik-grudzień 2016 roku panowały ekstremalnie wysokie temperatury. Na początku stycznia tego roku wciąż widać potężny obszar cienkiego lodu. Duża ilość ciepła morskiego hamuje przyrost grubości lodu mimo panujących nad lodem niskich temperatur. Przyczyną jest nie tylko to, że ocean przez ostatnie lata zgromadził dużą ilość ciepła, ale też szybkie zamarzanie jesienią, przez co ciepło zostało uwięzione pod pokrywą lodową.

 Mozaika zdjęć pokrywy lodowej  Morza Barentsa z 12-14 stycznia 2020 roku. Sentinel, Sea Ice Denmark

Tak więc powierzchnia i zasięg lodu rosną bez większych problemów, ale co innego należy mówić w przypadku grubości czapy polarnej. Do końca sezonu zamarzania zostały dwa miesiące, do końca właściwego sezonu topnienia (spadek objętości lodu) zostały jeszcze trzy miesiące. Do końca stycznia warunki dla zamarzania powinny się utrzymać z uwagi na obecność wiru polarnego. Jeśli ten nie rozpadnie się, to być może nawet do marca pogoda będzie w Arktyce spokojna. To powinno przygotować czapę polarną na następny sezon roztopów, ale ilość lodu i tak pozostanie jedną z najmniejszych w historii pomiarów. 

Zobacz także:

wtorek, 14 stycznia 2020

Rosnące śniegi w Eurazji - w ostatnich latach trend zanikł dzięki Europie

Od kilkudziesięciu lat obserwuje się zjawisko, które na pierwszy rzut oka przeczy globalnemu ociepleniu. To rosnący zasięg pokrywy śnieżnej zimą w Ameryce Północnej oraz w Eurazji. Coraz krótsze i łagodniejsze zimy w Europie sprawiają, że ten wieloletni trend wzrostowy uległ załamaniu. Zdjęcie satelitarne obok (kliknij, aby powiększyć) przedstawia zachodnią część Finlandii 12 stycznia 2020 roku. Nie ma tam śniegu. 

 Zmiany powierzchni pokrywy śnieżnej w Eurazji dla grudnia w latach 1975-2019. Rutgers University/GSL

Przez dekady obserwowano jak śniegu na Ziemi przybywa. Dotyczy to zarówno Ameryki Północnej jak i Eurazji. To było świetne paliwo dla sceptyków globalnego ocieplenia i tych, którzy sądzą, że dwutlenek węgla emitowany przez człowieka nie ma znaczenia.  

 Powierzchnia pokrywy śnieżnej w Eurazji w 2019/2020 roku względem odchyleń standardowych okresu 1998/99-2011/12. Canadian Cryospheric Information Network

Dlaczego śniegu jest zimą coraz więcej skoro mamy globalne ocieplenie? Powinno być inaczej, a nie jest. Przede wszystkim ocieplenie zwiększa wilgotność powietrza, a to z kolei zwiększa intensywność opadów. Oznacza to silniejsze opady śniegu w regionach o warunkach sprzyjających powstawaniu śniegu. Rekordowe śnieżyce nie tylko nie przeczą globalnemu ociepleniu, ale są przewidziane w modelach klimatycznych i potwierdzają nasze prognozy wzrostu intensywności opadów. W przypadku Eurazji największy wpływ ma  środkowa część Azji z Wyżyną Tybetańską na czele. Panuje tam bardzo suchy klimat, wręcz pustynny, ale wzrost ilości wilgoci związany z temperaturami sprawia, że śniegu tam jest coraz więcej. Widać to na mapie obok - wyraźny obszar zaznaczony na niebiesko, także na kolejnej mapie poniżej.

Powierzchnia pokrywy śnieżnej w 2020 roku dla Ameryki Północnej, Grenlandii, Europy i Azji w zestawieniu ze zmianami z 20120 roku. NSIDC, grafika Nico Sun

Kolejną przyczyną jest zanik lodu morskiego w Arktyce, co powoduje zmiany w zachowaniu się prądu strumieniowego- jego silne meandrowanie. Z racji występowania tego zjawiska, zimne masy powietrza mogą wędrować na południe wywołując opady śniegu tam, gdzie wcześniej ich nie było. Wpływa to na statystykę, która rysuje taki a nie inny wykres. W grudniu 2019 roku zmiany w Europie zmieniły wartości na wykresie. Z tego powodu powierzchnia pokrywy śnieżnej jest najmniejsza od 2006 roku. Europa wyraźnie hamuje trend, od 2006 roku, jak pokazuje pierwszy wykres, wieloletni wzrost został zatrzymany. Być może za kilka lat trend się odwróci i krzywa będzie skierowana w dół. Nie jest to jednak pewne w stu procentach, bo trzeba mieć na uwadze to, że śnieg lubi padać przy lekkim mrozie, a nie przy 40-stopniowym, gdzie powietrze jest bardzo suche. W końcu jednak ocieplenie stanie się na tyle duże, że spadek będzie widoczny w Azji, co w konsekwencji zmieni wygląd wykresu. To samo będzie dotyczyć Ameryki Północnej, i tym samym całego świata.

Pytanie brzmi, nie czy, a kiedy? A do tego czasu wciąż będziemy skazani na głosy sceptyków wieszczących od lat nadejście epoki lodowcowej.

Zobacz także:

sobota, 11 stycznia 2020

Pierwsze przeszkody w zamarzaniu Arktyki

Warunki dla zamarzania arktycznych wód w grudniu były dobre, tak samo jest w styczniu, ale tu już zaczynają się pojawiać problemy typowe dla obecnego stanu klimatu. Komórka polarna nie obejmuje całej Arktyki mimo iż wir polarny przez cały grudzień i początek stycznia był silny. Z tego więc powodu, temperatury nie wszędzie spadają do odpowiednio niskich temperatur, a troposferyczny wir polarny, bezpośrednio kształtujący pogodę nie jest na tyle solidny, by umożliwiać dalsze efektywne zamarzanie. Po prostu jest za ciepło. Mapa obok (kliknij, aby powiększyć) przedstawia aktualny zasięg lodu morskiego w Arktyce. 

Temperatury w Arktyce na wysokości 10 hPa odzwierciedlające ułożenie i stan stratosferycznego wiru polarnego w dniach 16-22 grudnia 2019 roku. Po prawej: prędkość wiatru w m/s na wysokości 10 hPa. NOAA/ESRL

W grudniu stratosferyczny wir polarny był silny, temperatury spadały w jego centrum nawet do -90oC, a wiatr sięgał 360 km/h. Sytuacja na przełomie grudnia i stycznia niewiele się zmieniła, także ułożenie wiru. Oznacza to, że warunki dla zamarzania teoretycznie są i będą dobre. Ale teoretycznie, ponieważ lód dociera do miejsc, gdzie woda jest tak ciepła, że musi minąć sporo czasu, by się wychłodziła. Do tego jeszcze, nie cały czas warunki atmosferyczne dają możliwość łatwego zamarzania arktycznych wód. 

Warunki pogodowe w Arktyce w dniach 7-11 stycznia 2020 roku. Fioletowe odcienie na mapie pokazują, gdzie znajduje się rdzeń troposferycznego wiru polarnego. Wetterzentrale

Wir polarny nie znajduje się nad centrum Oceanu Arktycznego, i mimo swojej siły nie jest duży. Powyższa animacja pokazuje więc to, co działo się z pogodą w Arktyce i wokół niej w ciągu ostatnich dni. Widać na przykład modelowe zachowanie się cyrkulacji strefowej z racji silnego wiru, przez co w Europie nie ma zimy. Sytuacja ta jest podkręcana przez globalne ocieplenie. W efekcie na przykład południe Finlandii jest pozbawione śniegu. Widać też próbę rozbicia troposferycznego wiru polarnego, bo w grudniu stratosferyczny wir polarny nie rozciągał się nad Morzem Czukockim. Arktyka nie jest więc całkowicie wolna od silnego meandrowania prądu strumieniowego, co ilustrują poniższe prognozy. Mapa obok pokazuje zmiany temperatur w Arktyce w ciągu ostatnich kilku dni na wysokości 850 hPa, co odzwierciedla ruch mas powietrza. Widać, że bardzo zimne masy powietrza nad Morzem Beringa były w ciągu ostatnich dni wypychane na północ.

Prognozowane warunki pogodowe w Arktyce na 15 i 16 stycznia 2020 roku. Tropical Tidbits

Wir polarny jest silny, ale nie zajmuje całej Arktyki, więc nadnaturalne meandrowanie prądu strumieniowego od czasu do czasu ma miejsce. I tak też stanie się w połowie stycznia, co pokazuje powyższa mapa. Na tle tego, co działo się w ciągu ostatnich lat, będzie to zdarzenie umiarkowane, ale mające wpływ na dalsze zamarzanie, przynajmniej jeśli chodzi o Morze Beringa i częściowo Czukockie oraz Beauforta. 

Powierzchnia lodu morskiego w 2019/2020 roku względem wybranych lat. Dane NSIDC, wykres Nico Sun 

Zamarzanie spowolniło, bo granica lodu dociera do miejsc, gdzie woda nie wychłodziła się do wartości pozwalających na dalszą kontynuację zamarzania. Resztę robią lokalne zmiany pogodowe. Na przykład na północy Oceanu Atlantyckiego wir polarny powoduje, że powstają teraz potężne niże baryczne, które ingerują w pak lodowy za pomocą silnego wiatru. Po pierwsze wiatr łamie cienki lód, a po drugie wprawia go w dryf, i tym samym przesuwa jego granicę dalej na północ. Mapa obok pokazuje odchylenia powierzchni lodu względem średniej 2007-2016.


Powierzchnia lodu morskiego na Morzu Beringa i Barentsa w 2020 roku w stosunku do lat 2007-2019. NSIDC

Po stronie pacyficznej polarne masy powietrza mają ograniczone możliwości ekspansji. Po stronie atlantyckiej nawet jeśli jest zimno, to działa silny wiatr. Efekt pokazują te dwa wykresy. Na Morzu Beringa tempo zamarzania wyhamowało, w ciągu następnych dni może dojść nawet do spadku zasięgu i powierzchni lodu. Z kolei na Morzu Barentsa lód wycofuje się, a podobne zdarzenie, nasilone przez brak zimy na północnym zachodzie Rosji powoduje wycofywanie się lodu na Morzu Karskim. 1 stycznia jego powierzchnia na Morzu Karskim wynosiła 0,83 mln km2, i w ciągu 10 dni spadła do 0,81 mln km2

 Mozaika zdjęć pokrywy lodowej Morza Barentsa z 8-10 stycznia 2020 roku. Sentinel, Sea Ice Denmark

To pierwsza w drugiej połowie sezonu zamarzania sytuacja, gdzie przyrost lodu zaczyna napotykać przeszkody. Na razie obecne zdarzenia należy traktować jako naturalne - gdzieś zamarza dobrze, gdzieś indziej nie. W styczniu tempo zamarzania wyraźnie hamuje, ale jak pokazują wykresy, szczególnie pierwszy - nawet w sytuacji obecności wydawałoby się bardzo silnego wiru polarnego nie ma możliwości, by Arktyka wróciła do stanu sprzed. Klimat na Ziemi jest ciepły, więc czapa polarna prędzej czy później napotka przeszkody w zwiększaniu swoich rozmiarów w trakcie nocy polarnej.

Zobacz także: