piątek, 21 grudnia 2018

NOAA Arctic Report Card 2018 cz.4

Arktyczny lód 

Najważniejsze dane:
  • Zmiany w zlodzeniu Oceanu Arktycznego zarówno w przypadku maksimum jak i minimum wykazują spadek. Zasięg lodu w trakcie wrześniowego minimum był szóstym najmniejszym w historii pomiarów. W czasie marcowego maksimum, drugim.  
  • Udział wieloletniego lodu spadł niemal do zera, tym samym czapa polarna stała się podatna na szybkie topnienie przy neutralnych warunkach pogodowych.
  • W czasie zimy 2017-2018 zaobserwowano poważny niedobór lodu morskiego na Morzu Beringa.

Zasięg lodu morskiego 
Mierzony przy pomocy satelitów obszar lodu w Arktyce jest znacząco mniejszy niż miało to miejsce jeszcze kilkanaście lat temu. Widoczne jest to szczególnie latem, kiedy trwa wzmożone topnienie. Ale zmiany od kilku lat stają się też wyraźne w okresie zimowym. W swoim raporcie naukowcy zwracają uwagę na rolę jaką odgrywa czapa polarna Arktyki - to klimatyzator planety, warunkujący taki, a nie inny klimat na Ziemi. Zmiany zachodzące w Arktyce są wskaźnikiem zmian klimatycznych. Poniżej przedstawione są mapy zasięgu lodu: marcowe maksimum i wrześniowe minimum.

 Lewa mapa – średni zasięg lodu morskiego w marcu 2018. Prawa mapa – średni zasięg we wrześniu 2018. Fioletowa linia oznacza średni zasięg lodu w okresie 1981-2010. Dane NSIDC

Na podstawie danych NSIDC, pokrywa lodowa osiągnęła maksymalny zasięg 17 marca, który wyniósł 14,48 mln km2. Tym samym zasięg lodu był o 7,3% mniejszy od średniej 1981-2010 i drugim najmniejszym w historii pomiarów jeśli chodzi o wartość marcowego maksimum. Ostatnie lata (2015-2018) charakteryzowały się najmniejszymi marcowymi maksimami w historii pomiarów. 

Wrześniowe minimum osiągnęło wartość 4,59 mln km2 w dniu 19 września. Zasięg lodu był tym samym szóstym najmniejszym w historii pomiarów satelitarnych. To 1,63 mln km2 mniej niż wynosi średnia wieloletnia. 12 najmniejszych wartości zlodzenia wypadło w ciągu ostatnich 12 sezonów topnienia - czyli przed okresem 2007-2018 wrześniowe minimum było większe. Jednocześnie naukowcy zaobserwowali dwa wrześniowe minima: 19 i 23 września, a więc 9 dni później niż wynosi średnia. 

Wieloletnie obserwacje satelitarne pokazują trend spadkowy w całej Arktyce. Średnie tempo spadku zlodzenia dla września 2018 wyniosło 12,8% na dekadę. W przypadku marca trend ten jest mniejszy i wynosi 2,7% na dekadę. W 2018 roku w trakcie sezonu topnienia czapa polarna zmniejszyła się o 9,89 mln km2.


Trend spadkowy zasięgu występowania lodu morskiego w Arktyce w latach 1979-2018 dla marcowego maksimum i wrześniowego minimum. Czarna linia oznacza marzec, czerwona wrzesień, wartości zasięgu wyznaczające wieloletni trend są oznaczone czarnymi i czerwonymi punktami.

Ciekawą cechą letniego topnienia 2018 było duże rozproszenie części pokrywy lodowej. Widoczne to było na Morzu Beauforta i częściowo na Morzu Czukockim. W czasie topnienia do połowy sierpnia zachował się spory płat lodu u wybrzeży Alaski, który ostatecznie roztopił się w połowie września. Jednocześnie dość silne topnienie miało miejsce w zachodniej części Morza Czukockiego.  Ponadto w trakcie letniego topnienia zachowała się wąska wstęga lodu odchodząca od czapy lodowej w kierunku Morza Wschodniosyberyjskiego. Te zjawiska wiążą się z tym, że w ciągu ostatnich lat zachował się dosyć dobrze lód. W przypadku Morza Beauforta nie doszło kolejny raz do otwarcia Przejścia Północno-Zachodniego.

Wiek lodu 
To ile ma lat dany fragment czapy polarnej i jak ma się to do ogółu powierzchni lodu jest jednym z wyznaczników zmian, jakie zachodzą w Arktyce. Powierzchnia wieloletniego, grubego lodu kurczy się, choć proces ten, jak w przypadku zasięgu nie przebiega systematycznie rok po roku. Są lata chłodniejsze wśród cieplejszych, kiedy to lód w Arktyce przyrasta.  Warto tu zwrócić uwagę na to, że pokrywa lodowa nie jest w sensie wieku stała, czy bardziej mówiąc jednolita. Część lodu zawsze była i jest sezonowa, reszta ma 2 i więcej lat. Ponadto lód także dryfuje i jest eksportowany przez Cieśninę Frama gdzie ulega stopieniu w wodach Oceanu Atlantyckiego. 

 Zmiany obszaru, jaki zajmuje lód wieloletni i jednoroczny od 1985 roku do dziś. Powyżej mapy przedstawiające rozmieszczenie lodu wieloletniego i jednorocznego w marcu 1985 i 2018 roku. 

Stary, gruby lód jest odporny na topnienie, ale temperatury rosną, więc lód ten znika. I tak jak pokazuje wykres, oraz mapy dziś lodu mającego 4 i więcej lat praktycznie już nie ma. W 1985 roku lód ten stanowił 16% udziału w marcowej czapie polarnej. Teraz jest to jedynie 0,9%. Tym samym skurczyła się powierzchnia tego lodu z 2,54 mln km2 w marcu 1985 roku do 0,13 mln km2 w marcu 2018. Inaczej mówiąc, wieloletni lód ma dziś powierzchnię równą 1/3 powierzchni Polski. To 95% redukcji.

Zmiany objęły także lód jednoroczny, który w 1985 roku zajmował 55% udziału, a dziś około 77%. Biorąc pod uwagę fakt, że wieloletni lód jest jednocześnie gruby i odporny na topnienie, to z obecnej sytuacji czapa polarna jest podatna na topnienie przy stosunkowo niewielkim wkładzie energetycznym. W XXI wieku zaobserwowano drastyczne zmiany w spadku zlodzenia Oceanu Arktycznego. 


Grubość lodu morskiego 
Grubość lodu to kolejna zmienna pokazująca stan czapy polarnej. Grubość mierzy się za pomocą satelitów oraz modelowania, w którym bierze się pod uwagę takie zmienne, jak temperatura, dryf, czy koncentracja lodu. Ważne są także pomiary bezpośrednie, zarówno dokonywane na miejscu przez badaczy, jak i przy pomocy zautomatyzowanych boi. Ich wyniki służą też do modelowania całego obszaru grubości lodu. Jego grubość od wielu lat spada, choć nacechowana jest fluktuacjami, tak samo jak zasięg lodu w czasie wrześniowego minimum. Lód może się odtwarzać w warunkach globalnego ocieplenia, jeśli pozwalają na to sezonowe warunki pogodowe. Przykładem są lata 2013-2014.


 Średnia odchylenie grubości lodu morskiego w sezonie zimowym 2017-2018 na podstawie danych CryoSat-2. Okresem odniesienia jest cały okres pomiarowy 2010-2018.. Wykres zmiany średniej miesięcznej grubości lodu w poszczególnych sezonach zamarzania. AWI CryoSat

Od lat obserwuje się spadek grubości lodu, tym samym jego całościowej objętości. Aczkolwiek nie każdy rok jest spadkowy. Za pomocą działającego od 8 lat satelity CryoSat-2 możemy się dowiedzieć, że zimą 2017/18 średnia grubość lodu wyniosła 2,14 metra. Wartość ta jest niższa od średniej z lat 2010-2018, która wynosi 2,19 metra. Według danych CryoSat-2 rekord miał miejsce w sezonie 2012-2013, to 2,03 metra. Najwyższa wartość to 2,29 metra.  

Mapa pokazuje, że w zimie 2017/18 grubszy niż w ostatnich latach był lód na Morzu Wschodniosyberyjskim. Większe straty zaobserwowano koło Svalbardu, co wiązało się w napływem ciepłych mas powietrza, oraz w Cieśninie Frama, co było w dużej mierze związane z niewielkim eksportem lodu. Wzrost grubości lodu w sezonie 2017-2018 był mniejszy niż w ostatnich latach. Nastąpił wzrost o 7,31 tys. km3 w porównaniu do średniej z lat 2010-2018, która wynosi 7,73 tys. km3.


Śnieg na pokrywie lodowej
Śnieg jest wodą w stanie stałym, który padając na lód zachowuje się tak, jak na lądzie. Zimą śnieg izoluje lód od zimna, co nie jest korzystne dla czapy polarnej, ogranicza on przyrost lodu. Jednak wiosną śnieg odgrywa ważną rolę, szczególnie wczesnym latem, bo odbija około 80% promieni słonecznych. Izoluje też lód od ciepła. Aby stopił się lód od góry, pierw musi stopić się śnieg. Śnieg może także topić się na lodzie tworząc sprzyjające roztopom stawy topnienia. Ale woda z roztopionego śniegu może też zamarznąć ponownie, zwiększając dzięki temu grubość lodu.

 Wyniki pomiarów pokrywy śnieżnej zalegającej pod koniec sezonu zamarzania. Linie na mapie oznaczają miejsca dokonywania regularnych pomiarów.

Rozkłady grubości śniegu mierzone były w marcu i kwietniu 2018 roku w ramach przeprowadzonej przez NASA operacji IceBridge. Obserwacje przeprowadzone na Morzu Beauforta wykazały, że na jednorocznym lodzie leżało 12 cm śniegu, na wieloletnim 39 cm. Od lat obserwuje się spadek grubości pokrywy śnieżnej na powierzchni lodu.

Lód na Morzu Beringa
W ostatnich latach obserwuje się zanik lodu morskiego na Morzu Beringa. Duże zmiany zaobserwowano w półroczu zimowym 2017-2018, kiedy powierzchnia lodu na tym akwenie była niewielka. Nastąpił niedobór paku lodowego, co nie pozostało bez wpływu na tamtejszą przyrodę. Wiele gatunków zwierząt jest zależnych od istnienia lodu i dryfującej kry lodowej. Zwykle lód pojawia się tam już w październiku, tworząc się u wybrzeży Alaski czy Półwyspu Czukockiego. W ostatnich latach sytuacja wygląda już inaczej.
 
Zmiany zasięgu lodu morskiego na Morzu Beringa w okresie 1 października - 30 czerwca dla sezonu 2017/18 (niebieska krzywa) i średniej z lat 1979-2016. Zacienione krzywe przedstawiają maksymalne i minimalne wartości dla okresu 1979-2016. Dane NSIDC

W całym sezonie zamarzania 2017-2018, zresztą jak w okresie październik-czerwiec zlodzenie Morza Beringa było rekordowo małe. Duże topnienie lodu miało miejsce w dniach 7-23 lutego 2018 roku - obszar lodu skurczył się wtedy o 215 tys. km2. Potem nastąpił wzrost, ale wiosną lód wciąż miał rekordowo niski zasięg. Takiej sytuacji sprzyjały wysokie temperatury powierzchni morza i przede wszystkim południowe wiatry. Wiatr nie tylko niósł ciepło, ale fizycznie wpływał na pak lodowy. Stało się to przyczyną wczesnych roztopów na Morzu Czukockim i wysokich temperatur wód tego akwenu.


Na podstawie: Arctic Report Card 2018: Sea Ice

14 komentarzy:

  1. W tym roku Morze Beringa może nas zaskoczyć.

    OdpowiedzUsuń
  2. A ja mam takie pytanie - dlaczego lód wieloletni ma być bardziej odporny na topnienie? Wszak ciepło topnienia lodu nie zależy od jego wieku. O jakie efekty tutaj chodzi? Czy ten starszy lód jest jakiś bardziej przezroczysty (ale niby dlaczego) i mniej pochłania promieniowanie? Czy może chodzi po prostu o jego grubość - że niby wieloletni powinien być grubszy (ale to z kolei bardziej zależy od temperatury wody pod lodem niż od wieku lodu)?

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Muchor - podoba mi się twój kąśliwy sarkazm :)

      Usuń
    2. Starszy lód jest z reguły grubszy(kiedy ma się woda pod lodem nagrzać,gdy całym rokiem jest lód-by była cieplejsza,od tej,która zalega,pod lodem sezonowym?).
      Po drugie starszy lód,podobnie jak i starszy śnieg, jest bardziej zbity,mniej porowaty-ma więc większą gęstość-przy tej samej grubości,ma więc większą masę od lodu sezonowego,a to ważne-bo energię potrzebną do stopnienia lodu,liczy się przede wszystkim podług masy lodu,a nie podług jego grubości.
      Pozdrawiam serdecznie.

      Usuń
    3. Arek. Ze śniegiem prawda, z lodem nie. Lód ma taką samą gęstość - gęstość zestalonej wody. Śnieg się ubiją, bo jego gęstość jest daleka od gęstości lodu, który jest najbardziej skupiona formą ciała stałego. Muchor ma rację.

      Usuń
    4. Lód nie ma jednakowej gęstości.Wprawdzie nie jestem biegły w temacie,i nie wiem tak naprawdę,jak z lodu mętnego,robi się czysty lód(może rzeczywiście,nie chodzi o ubijanie,jak w przypadku śniegu).
      Wiem jednak,że świeży lód ma w sobie,uwięzione pęcherzyki powietrza(powietrze,które było wcześniej ,rozpuszczone w wodzie -zostaje uwięzione w lodzie),przez co jest bardziej biały,mętny,mniej przezroczysty-a do tego ma nieco mniejszą gęstość,aniżeli czysty wieloletni lód,pozbawiony pęcherzyków powietrza(myślę,że na skutek długotrwałego wietrzenia,choć dokładnie nie wiem ,jak jest-jestem tylko człowiekiem,i wszystkiego nie rozumiem).
      Pozdrawiam serdecznie.

      Usuń
  3. Póki.co widzę sytuacja w Arktyce jak na obecne warunki wygląda bardzo dobrze ...niech będzie zimno ...wir polarny też się trzyma ...oby jak.najdluzej chłód jest potrzebny w arktyce ...dużo bardziej niż w Europie czy Ameryce północnej ...chodź kocham zime i duze mrozy ...trzymam kciuki za Wir za jego stabilność ale co z grubością lodu czy jest w stanie się odbudować do marca?...póki.co.widze slabo to wyglada

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Tylko co z tego skoro przez Arktyka nie jest układem zamknietym i czy tam jest teraz ciepło, czy zimno nie ma wpływu na klimat ziemi.

      Usuń
    2. Świat ma wpływ na to co się dzieje w Arktyce, zatem im więcej CO2 w ziemskiej atmosferze tym gorzej.

      Usuń
    3. Im mocniejszy wir polarny,tym bardziej arktyka przypomina,układ zamknięty-a więc taki,który nie wpływa na świat,i na którego swiat,nie ma wpływu.
      Im zaś słabszy wir polarny,tym bardziej przypomina układ otwarty-a więc taki,który wpływa na świat(przynosi solidne mrozy,jak te ,z przełomu lutego/marca),a przy tym taki,na który świat, ma większy wpływ(dodatnie temperatury na biegunie północnym,w czasie spływu ciepła, z niższych szerokości geograficznych,odstające około 30 stopni od normy-w lutym ,tego Roku).

      Usuń
    4. Takim układem zamkniętym jest Antarktyka choć mimo wszystko i tam zmiany wolno docierają. Wir polarny nad Arktyką będzie istniał tylko w przypadku lodowej czapy na Oceanie Arktycznym. Gdy jej zabraknie wir przestanie istnieć.

      Usuń
    5. Arktyka jest takim układem zamknietym, że mamy tam teraz noc polarna powyżej 70 rownoleznika, a Arktyka choć ciągle wypromieniowuje energię w kosmos to jej temperatura nie zbliża się do zera bezwzględnego. Przecież każda materia bez dopływu energii wychładza się w ten sposób :) Chłopaki - dajcie spokój. Arktyka jak wieje wir, to trochę bardziej izolowana jest w atmosferze i to wszystko.

      Usuń
    6. Ale ja pisałem o Antarktyce.
      A tam już znacznie bliżej tamtejszą zimą do zera bezwzględnego ;-)
      Pewnie, że masz rację Bart.

      Usuń
    7. Do zera bezwzględnego Antarktydzie na szczęście jeszcze dużo brakuje ;-) co ciekawe istnieje możliwość zejścia z temperaturą poniżej zera bezwzględnego :) opracowanie tej technologii doprowadziło by do energii która działała by odwrotnie do przyciągania ziemskiego.

      Usuń