Arctic News - mocarne topnienie bez wielkiego sztormu

Od co najmniej początku maja rozwój sytuacji w Arktyce nakazywał twierdzić, że w tym roku padnie rekord topnienia lodu, i 2012 znajdzie się na drugiej pozycji. Patrząc na zmiany z końca lipca i początku sierpnia, na brak silnych sztormów, czy częstego dipola arktycznego z eksportem lodu przez cieśninę Fram, należy stwierdzić, że raczej rekord wrześniowego minimum nie padnie. Ale raczej, bo sierpień trwa. W lipcu 2016 roku wszystko wskazywało na to, że wrześniowe minimum znajdzie się na trzeciej, a nawet czwartej pozycji. Znalazło się na drugiej, przebijając o włos rok 2007. 

Zobacz mapę koncentracji arktycznego lodu morskiego w kolorowej wersji.  

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

Mówiąc o perspektywie takiego czy innego wrześniowego minimum zawsze posiłkujemy się tym co się zdarzyło w ciągu ostatnich tygodni i miesięcy, oraz to jak obecnie prezentuje się czapa polarna. Nie wybiegamy w przyszłość z prognozą pogody, bo do września jest daleko, a prognoza sprawdza się na 3-4 dni. Aczkolwiek, ekstremalne zderzania pogodowe, które trwają raptem 2-3 dni, każą wysuwać teorię taką czy inną, bo napędzają topnienie lodu. Jak widać na mapie czapa polarna jest dość małych rozmiarów, i wcale też nie topiła się powoli. Nawet jeśli nie padnie rekord, to to co teraz widzimy na mapie i animacji jest czymś spektakularnym, bo chociażby nie dzieje się bez presji czynników pogodowych, a nie chodzi tu o temperatury powietrza nad Oceanem Arktycznym. Animacja obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje zmiany zasięgu i koncentracji lodu morskiego w dniach 29 lipca - 8 sierpnia 2019. 

Zmiany tempa topnienia lodu morskiego w lipcu i na początku sierpnia 2019 roku w zestawieniu ze zmianami z 2012 i średniej z ostatnich 10 lat.   

Same temperatury nie wystarczą. Czapa polarna to nie lód na Jeziorze Czerniakowskim. Panują tu inne zasady dotyczące topnienia. Gdyby topnienie miało się opierać o tylko same temperatury, a tym bardziej o temperatury powietrza, to perspektywa zaniku lodu byłaby bliższa tym, co mówią prognozy IPCC. Te dwa wykresy pokazują, że tempo topnienia lodu w lipcu nie było powolne, kilka razy przekraczało wartości z 2012 roku. Sytuacja zaczęła zmieniać się po 20 lipca, choć przez większość czasu w dalszym ciągu tempo zmian było szybsze niż w ciągu ostatnich 10 lat. 

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

Tempo topnienia w sierpniu zwalnia, bo Słońce nie świeci już wysoko. aAczkolwiek w dobie globalnego ocieplenia, czego przykładem jest chociażby rok 2012, temperatury, a przede wszystkim systemy baryczne mogą utrzymać tempo topnienia z lipca. 8 sierpnia zasięg lodu morskiego według danych NSIDC wyniósł 5,53 mln km², wciąż jeszcze pozostając na rekordowej wartości z różnicą blisko 0,1 mln km² względem 2012 roku. Czapa polarna jest o ponad 2,3 mln km² mniejsza od średniej 1981-2010, a więc 33%. I ta ostatnia liczba pokazuje, że nawet bez rekordu we wrześniu już teraz należy mówić o wielkich zmianach, które odcisną swoje piętno na wzorcach pogodowych w Arktyce i poza nią.  Mapa NSIDC obok ilustruje aktualne różnice w zlodzeniu arktycznych wód względem średniej 1981-2010.

Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2019 roku względem lat 2005-2018 i średnich dekadowych. JAXA

Dane JAXA pokazują z kolei, że zasięg lodu nie jest już rekordowy, ale w sierpniu nie zaobserwowano jak na razie spadku tempa wycofywania się lodu. Potężny sztorm, tzw GAC 2012 pozwolił na utrzymanie tempa topnienia z lipca. Według naukowców, to nie on stał się przyczyną rekordowych roztopów. Podbił jedynie stawkę, której prawdopodobnie nie przebije ten rok. Według naukowców badających Arktykę, i tak 2012 rok byłby rekordowy, ale bez sztormu rekord ten nie byłby tak spektakularny. Zarówno mapa NSIDC powyżej, jak i JAXA obok pokazują, że i bez tego zmiany w tym roku są kolosalne. To największe topnienie od 2012 roku. To nie jest słaby sezon topnienia, a już teraz odczuwamy jego skutki. Przykładowo w zachodniej części Rosji padło kilka rekordów zimna, a na Syberii lato trwa w najlepsze i wciąż płoną ogromne połacie tajgi. 

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

Na rekordowe topnienie w 2012 roku pracowały ekstrema pogodowe z maja i czerwca, i z dwóch poprzednich lat. Pokazuje to powyższy wykres. Teraz lód ma 3,56 mln km², i doszło nawet do przyrostu, w 2012 roku było to już 3,14 mln km². Tempo jego topnienia spowalnia, bo dzień polarny powoli zbliża się do końca. Lód morski we wrześniu będzie miał mniejszą powierzchnię niż 2016 roku, bo tegoroczne topnienie koniec końców rozpędu nabrało. A warto podkreślić to, że nie wiemy jak będzie kształtować się pogoda w kolejnych tygodniach. Kto wie, czy warunku pogodowe nie sprawią jakieś niespodzianki w drugiej połowie sierpnia i we wrześniu. Przykładem jest rok 2016, kiedy to pod koniec sierpnia pojawił się dodatni dipol arktyczny i kilka dni tego zjawiska przyczyniło się do przebicia roku 2007. Mapa obok przedstawia odchylenia powierzchni lodu morskiego względem średniej 2007-2016.

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

Wykresy z NSIDC i JAXA pokazują zmianę całości. Ale jeśli spojrzymy na zestawienie regionalne i jeszcze raz na mapę AMSR2 Uniwersytetu z Bremy, to brak rekordu we wrześniu jeśli już będzie miał miejsce, to w dość wątpliwych okolicznościach. Chodzi o lód po stronie Oceanu Atlantyckiego - jest go więcej niż w 2012 roku. Część Morza Barentsa jest wciąż zamarznięta. Duża jego powierzchnia w Basenie Arktycznym dotyczy właśnie części atlantyckiej. Sytuacja po stronie pacyficznej wygląda inaczej, a na Morzu Beauforta powierzchnia lodu jest nieznacznie większa niż w 2012 roku.

 Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 w Arktyce w latach 2007-2019 dla 29 lipca - 7 sierpnia. NOAA/ESRL

Koniec lipca i pierwsze dni sierpnia nie były już tak ciepłe w czerwcu i w pierwszej połowie lipca, ale były. Niewątpliwie temperatury są wysokie, ich rola w topnienie już duża. Tam gdzie stopił się lód czyli nad Morzem Czukockim i Wschodniosyberyjskim było zimniej niż zwykle, podobnie jak wzdłuż wybrzeży Alaski. Wysokie temperatury utrzymywały się tam, gdzie lód wciąż się topi. To przesłanka mówiąca o tym, że rekord wrześniowego minimum nie jest całkiem przekreślony. W sierpniu temperatury zaczynają już spadać. Napływ ciepła z zewnątrz sprawia, że spadają one wolniej niż powinny, więc dodatnie anomalie się utrzymują, dzięki czemu woda powyżej 70^oN nie wychładza się zbytnio, gdy jej energia cieplna jest zużywana na topnienie lodu. Adwekcja pozwala utrzymać jej ciepło, co zobaczymy na poniższych mapach. Animacja obok pokazuje, że choć rozpoczęły się spadki temperatur nad czapą polarną, to ciepło wciąż docierało nad Ocean Arktyczny. 

 Zmiany średnich temperatur wokół bieguna północnego (80-90^oN) w 2019 roku względem średnich z poszczególnych dekad. DMI, grafika Nico Sun

Na tym wykresie możemy zauważyć, że rozpoczął się już spadek temperatur wokół bieguna północnego, co jest związane z wysokością Słońca nad linią horyzontu. Biorąc pod uwagę temperatury, oraz to, że rekord może nie paść, należy wziąć pod uwagę inną sprawę. Z racji tego, że lodu i tak jest mało, a już teraz wyższe niż zwykle temperatury zaburzają działanie prądu strumieniowego, to może dojść do niekorzystnych zmian, które podtrzymają topnienie. Zmian, które mogą uniemożliwić rozpoczęcie sezonu zamarzania w pierwszej połowie września, a nawet przed samą równonocą. Odpowiedzialne za to będą silne adwekcje ciepła z racji meandrowania prądu strumieniowego. My będziemy mieli fatalny koniec lata, i pewnie też początek jesieni (choć nie wiadmo, czy my), a do Arktyki będzie docierać ciepło, które utrzyma wysokie temperatury wód, nie pozwalając im na wychłodzenie się. Temperatury nad czapą polarną spadają już do -1^oC, ale tam gdzie lodu nie ma, wynoszą zero lub wartość tą przekraczają w sposób znaczny. 

Odchylenia temperatur od średniej 1958-2002 powierzchni arktycznych wód dla 8 sierpnia w latach 2014-2019. DMI

Należy spodziewać się, że utrzymane zostaną wysokie temperatur wód. Do tego poza samą adwekcją ciepła jeszcze dodajmy fakt pożarów lasów. O ile rola zmiany albedo będzie się zmniejszać, bo Słońce świeci coraz niżej, to w grę wchodzi właściwość sadzy. Sadza z jednej strony zatrzymuje promieniowanie słoneczne docierające do powierzchni Ziemi, ale też pochłania ciepło atmosferyczne. Pożary niosą sadzę, a wraz z nią ciepło z południa. To spowoduje, że temperatury nad jakąś większą częścią Oceanu Arktycznego tak łatwo nie spadną. A jak pokazuje zestawienie map, ten rok ma czym się pochwalić. Temperatury Morza Łaptiewów są co najmniej 4^oC wyższe niż być powinny, woda ma tam około 8-9^oC. Na Morzu Czukockim jest podobnie. Animacja zaś pokazuje, że anomalie rosną, bo napływ ciepła uzupełnia straty energii wody. Ten sezon jest wyjątkowy pod tym względem, i możemy sobie pomyśleć, co by było gdyby pojawił się solidny system baryczny dipola, z eksportem lodu przez cieśninę Fram. Albo sztorm taki jak w 2012 roku. To byłaby w tych okolicznościach prawdziwa katastrofa. 

Grubość lodu morskiego w latach 2013-2019 dla 8 sierpnia. Naval Research Laboratory, Global HYCOM 

Gruby lód już nie istnieje, chyba, że mamy na myśli pak lodowy o grubości niecałych dwóch metrów, który powinien przetrwać sezon roztopów (chyba). Jak więc grubość lodu ma się do perspektywy wrześniowego minimum? Fatalnie, i tylko spokój w pogodzie, brak sztormów, brak dipola arktycznego z eksportem lodu jest w tanie ten lód uratować. Woda morska jest ciepła, ciepło atmosferyczne będzie wciąż docierać z południa przez co lód będzie topić się od spodu. Dipola czy sztormów na horyzoncie nie widać. Czyli to co będzie chronić Arktykę przed rekordem, to łaskawe systemy baryczne, kontynuacja tego, co było w czerwcu i lipcu, gdzie dipol pojawiał się i owszem, ale nie miał agresywnej postaci tak jak w 2007 i 2012 roku.

Pokruszony lód na Morzu Beauforta 8 sierpnia 2019 roku. NASA Worldview

Pokruszony lód w Basenie Arktycznym od strony Morza Łaptiewów. NASA Worldview
 

Nawet jeśli nie padnie rekord, to czapa polarna skurczy się poniżej 4 mln km², a już teraz ma przecież 5,5 mln km², a do końca sezonu topnienia został ponad miesiąc. Z kolei przesłanką, poza informacjami dotyczącymi temperatur wód i atmosfery jest stan lodu. I nie chodzi o dane HYCOM, ale o to, co widać na zdjęciach satelitarnych. Na drugim zdjęciu widzimy wizualizację lodu w Basenie Arktycznym blisko bieguna północnego w większym kontraście. Jego stan jest okropny, a pamiętajmy, że na ogół pogoda była spokojna. Lipcowe sztormy były krótkie i słabe. 

Podsumowując to wszystko możemy stwierdzić, że to co jest pewne, to fakt iż 2016 rok znajdzie się na drugim miejscu, a 2007 na trzecim. Liderem najprawdopodobniej zostanie rok 2012.  Ale ten rok może być tym, czym były lata 2010 i 2011 - czasem przygotowań do naprawdę wielkiego topnienia. 

Zobacz także:

• Arctic News - wrota do rekordowych roztopów są uchylone, sobota, 20 lipca 2019 Po 10 lipca wzorce pogodowe w Arktyce zaczęły się zmieniać, (patrz animacja obok). Ośrodki wysokiego ciśnienia ustąpiły miejsca niżom i jak na razie dość słabym sztormom. Taka sytuacja nie przełożyła się jeszcze na spowolnienie tempa wycofywania się lodu morskiego i jego topnienia. Wyścig z rekordowym 2012 rokiem trwa. Wynik nie jest znany, ale już teraz można śmiało stwierdzić, że ten sezon roztopów zapisze się jako spektakularny.