Raport za II połowę września - co przyniesie nowy sezon zamarzania?

Sezon zamarzania 2020/21 rozpoczął się 16 września. Początkowo tempo przyrostu pokrywy lodowej było szybkie, co wskazywało na powtórkę z ubiegłego roku, ale pod koniec września zmiana warunków pogodowych wywołała spadek tempa zamarzania. Nad Oceanem Arktycznym powstał dodatni dipol arktyczny. Animacja obok (kliknij, aby powiększyć) przedstawia przebieg warunków pogodowych w trzeciej września. Warto przy tym zaznaczyć, że w Arktyce powstaje wir polarny - temperatury w stratosferze spadły już do -58^oC, a prędkość wiatru na wysokości 10 hPa sięga miejscami 90 km/h. Prognozy wskazują jednak, że powstający wir może się rozpaść już nawet w październiku.

Zobacz mapę koncentracji arktycznego lodu morskiego w tak zwanych fałszywych barwach.    

 

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

Zamarzanie dopiero się rozpoczęło, więc czapa polarna wygląda niemal tak samo, jak w połowie września. Od Morza Barentsa po Czukockie ciągnie się ogromna przestrzeń pozbawiona lodu. Początkowo granica lodu od strony euroazjatyckiej przesunęła się całkiem zauważalnie, ale potem dipol zredukował zlodzenie w Basenie Arktycznym od strony Morza Wschodniosyberyjskiego. Dość szybki start zamarzania jest związany z tym, że lód znajduje się na wysokich szerokościach geograficznych, gdzie bilans radiacyjny Słońca jest ujemny. Woda tam najpóźniej się uwolniła od lodu, wiec teraz łatwo zamarza. Szczególnie widać to na Morzu Beauforta, gdzie lód w tym roku topił się powoli. Animacja obok pokazuje zmiany zasięgu i koncentracji lodu morskiego w drugiej połowie września 2020.

Zmiany tempa zwiększania/zmniejszania się zasięgu lodu morskiego w 2020 roku w zestawieniu ze zmianami z 2012, 2016 i 2019 roku oraz średniej z ostatnich 10 lat. 

Jak pokazuje wykres na podstawie danych JAXA, nowy sezon zamarzania wystartował ze sporym impetem, jednak pod koniec września tempo to znacznie spadło. 

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

29 września zasięg arktycznego lodu morskiego wyniósł 4,21 mln km², co stanowi drugą najmniejszą w historii pomiarów dla tego dnia wartość. Rekordzistą jest rok 2012 - 3,81 mln km². Tak niewielkie rozmiary sprawiają, że występuje bardzo duża różnica w stosunku do średniej wielolecia (1981-2010) - to 2,6 mln km² różnicy, lub 38%. Mapa NSIDC obok ilustruje aktualne różnice w zlodzeniu arktycznych wód względem średniej 1981-2010. W całej drugiej połowie września tempo przyrostu lodu było szybsze od średniej wieloletniej ze względu na zmiany między 16 a 24 września. Potem tempo to ze względu na działanie dipola arktycznego oraz faktu wysokiego stopnia ogrzania wód od strony Rosji zaczęło wyraźnie zwalniać.

 

Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2020 roku względem lat 2005-2019 i średnich dekadowych. JAXA

Dane JAXA pokazują, że początkowo arktyczne wody zamarzały szybko, ale potem doszło do wyraźnego spowolnienia. Ze względu na początkowy okres sezonu zamarzania, tak samo jak w przypadku sezonu topnienia, takie zmiany należy traktować jako naturalne. Ciepła woda i bardzo słaby na razie mróz przy pomocy czynników pogodowych mogą prowadzić do solidnych pauz w drugiej połowie września. Z drugiej strony rozmiary czapy polarnej są bardzo małe, co pokazują mapy zarówno NSIDC jak i JAXA z naniesionym medianami średnich wielolecia. Na mapie Japońskiej Agencji Eksploracji Aerokosmicznej pokazane są mediany lat 80. XX wieku i pierwszej dekady tego wieku. Chyba nie trzeba opisywać, jakie która oznacza lata. 

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

Podobnie jak zasięg, tak samo faktyczna powierzchnia lodu początkowo zaczęła szybko rosnąć. Potem doszło do spowolnienia. Zamarzły wszystkie stawy topnienia, wszystkie luki w lodzie, na prawie całej czapie polarnej udział kry lodowej znacznie spadł. Lód szybko pokrył te miejsca powyżej 85^oN, a także te miejsca, gdzie topnienie było słabe - to przede wszystkim wody Morza Beauforta. Mapa obok pokazuje odchylenia powierzchni lodu względem średniej 2000-2019. 

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

Poza Morzem Beauforta pokrywa lodowa szybko zwiększała swoje rozmiary w wodach Morza Grenlandzkiego. Tam szybki przyrost był związany z częstymi, mroźnymi wiatrami wiejącymi od strony bieguna północnego. Podobna sytuacja co na Morzu Beauforta miała też miejsce w cieśninach Archipelagu Arktycznego. Tam także lód wolno się topił tego lata, więc ujemne temperatury spowodowały, że cieśniny szybko zaczęły zamarzać. Powyższy wykres przedstawia zapis 1-dniowy. Dane 5-dniowej średniej kroczącej na wykresie obok pokazują, że lód na Morzu Beauforta szybko zwiększał swoje rozmiary. 

 

 Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 w Arktyce w 2007, 2012, 2016 i 2020 roku dla 15-27 września. NOAA/ESRL

Istnieje spore prawdopodobieństwo, że rozpoczynający się sezon zamarzanie może być powtórką z lat 2016/17 czy 2017/2018. Odchylenie temperatur jest nacechowane skrajnościami, ale nad rosyjską częścią Oceanu Arktycznego jest niezwykle ciepło. W drugiej połowie września temperatury nad Morzem Łaptiewów i częścią Morza Karskiego oraz Wschodniosyberyjskiego były od 6 do 8^oC wyższe od średniej 1981-2010. Po raz kolejny przedstawiany jest wykres temperatur dla Wyspy Wize leżącej na pograniczu Morza Karskiego i Basenu Arktycznego. Podobnie jak wcześniej sierpień, wrzesień będzie rekordowo ciepły. Ujemne temperatury zaczęły się tam pojawiać miesiąc później niż zwykle.

 

 

Zmiany średnich temperatur wokół bieguna północnego (80-90^oN) w 2020 roku względem średnich z poszczególnych dekad. DMI, grafika Nico Sun

Początkowo we wrześniu temperatury obniżały się bardzo szybko, po rekordowo ciepłym lecie. W drugiej połowie miesiąca tempo spadku spowolniło. Średnia temperatura w drugiej połowie września wokół bieguna północnego wyniosła -5,3^oC. Przyczyną powolnego spadku temperatur jest niezwykle mała powierzchnia lodu. Średnia temperatura wód oscyluje w okolicy zera, natomiast temperatura powierzchni lodu jest ujemna. To ma więc znaczący wpływ na to, jak wyglądają temperatury dolnej warstwy atmosfery w Arktyce. Dodatkowo, ocean zamarzając uwalnia ciepło do atmosfery. Właśnie z tego powodu może dojść do rozpadu wiru polarnego, a następnie do potężnych anomalii zarówno w Arktyce jak i wokół niej. 

 

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

Z uwagi na bardzo wysokie temperatury wód, które powinny już być w dużym stopniu pokryte lodem, należy się spodziewać anormalnych zachowań pogodowych w Arktyce i w regionach leżących wokół niej, w tym także u nas. Ciepła woda będzie spowalniać zamarzanie, które znacznie przyspieszy tylko wtedy, gdy mocno spadną temperatury z racji szybko rosnącego wiru polarnego. Napływ ciepła z południa takowy spadek temperatur zakłóci, co w połączeniu z wychładzaniem się wód, i oddawaniem ciepła do atmosfery, doprowadzi do rozbicia wiru tak, jak miało to miejsce w latach 2015-2018. Ostatnie lata pokazują, że powolne zamarzanie, zakłócane przez adwekcje szczególnie znad Atlantyku przynoszą znaczny spadek przyrostu pokrywy lodowej w okresie grudzień-marzec. 

 

 

 Grubość lodu morskiego w latach 2015-2020 dla 29 września. Naval Research Laboratory, Global HYCOM

Grubość pokrywy lodowej jest jedną z najmniejszych w historii. W ciągu ostatnich 10 lat doszło do wręcz drastycznych zmian co do miąższości i tym samym ilości lodu. Jedynie w ciągu ostatnich dwóch lat zmiany, co pokazuje powyższe zestawienie ma, zatrzymały się. Jeśli jednak przyjrzeć się dokładniej, to w tym roku definitywnie zniknął lód o grubości 2,5 i więcej metrów. To o tyle niepojące, że stało się to dość mroźnej zimie 2019/20. 

Pokrywa lodowa na Morzu Beauforta i Basenie Arktycznym w dniach 27-29 września 2020. Sentinel-1 AB, Sea Ice Denmark

Na razie można stwierdzić, że początek zamarzania nie różni się od innych. Nic wielkiego się nie dzieje, poza faktem, że czapa polarna przypomina bardziej czapeczkę, oraz to, że temperatury powietrza i wolnych od lodu wód są ponadprzeciętnie wysokie. To są informację, które każdą wysunąć wniosek, że rozpoczynający się sezon zamarzania nie będzie przebiegał w niezakłócony sposób. Jaki będzie ten sezon, to czas pokaże. 

Zobacz także:

• Raport z I dekady września - potworne topnienie już się kończy, piątek, 11 września 2020 2020 rok zapisze się jako pierwszy po rekordowym 2012, kiedy rozmiary arktycznej czapy polarnej skurczyły się poniżej 4 mln km². Tegoroczny sezon topnienia kończy się na solidnym drugim miejscu.
• Raport z III dekady sierpnia - sezon nie bez dramatycznych zmian, wtorek, 1 września 2020