Raport z III dekady sierpnia - sezon nie bez dramatycznych zmian

Trzecia dekada sierpnia podobnie jak poprzednia upłynęła pod znakiem przewagi układów wysokiego ciśnienia skupiających się w sektorze pacyficznym i po stronie rosyjskiej. O tej porze roku wyże baryczne są czynnikiem spowalniającym topnienie lodu, gdyż ilość promieni słonecznych pochłanianych przez powierzchnię jest już niewielka. Poza tym wyże z reguły nie dają silnego wiatru (choć nie zawsze tak jest), a układając się od strony Rosji, tworzą ujemny dipol, który hamuje straty w lodzie morskim. Mimo to regionalne zmiany są spore, a region Oceanu Arktycznego nie był wolny od spokojnej pogody. Wyż tworzył spory gradient ciśnienia wraz z niżem ulokowanym koło Svalbardu.

Zobacz mapę koncentracji arktycznego lodu morskiego w kolorowej wersji.   
 

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

Powstał ułożony w poprzek dipol, który znacznie przesunął granicę lodu od strony Morza Barentsa, Karskiego i Łaptiewów. Wykorzystany został przy tym w tej części Arktyki potencjał cieplny wód i wcześniejszy fakt szybkiego topnienia w lipcu. Powstał więc nowy bezprecedensowy stan - granica lodu na całej długości sektora atlantyckiego, co pokazuje mapa, znalazła się powyżej 82^oN. Z kolei na wysokości Ziemi Franciszka Józefa osiągnięty został punkt 85^oN. To sytuacja o tyle niemająca precedensu, że stało się to po tym, jak wcześniej w wyniku działania silnego wiru polarnego rozrósł się lód w sektorze atlantyckim. Animacja obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje zmiany zasięgu i koncentracji lodu morskiego w dniach 21-31 sierpnia 2020. 

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

Tempo spadku zasięgu lodu morskiego było w trzeciej dekadzie sierpnia, jak i w całej drugiej połowie miesiąca szybsze od średniej wieloletniej z wyjątkiem okresu 24-27 sierpnia. 

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

31 sierpnia zasięg lodu wyniósł 4,33 mln km², co oznacza drugie miejsce i najprawdopodobniej sytuacja już się nie zmieni. Tegoroczne minimum jeśli chodzi o podawany przez NSIDC zasięg będzie drugim najmniejszym w historii pomiarów. Jak możemy zauważyć na wykresie, obecny zasięg lodu przebił wartość wrześniowego minimum z 2015 i 2017 roku, a za kilka dni przebita zostanie wartość z roku 2007, 2016 i 2019. Bardzo duża jest też różnica względem średniej 1981-2010. Średni zasięg lodu 31 dla średniej wieloletniej wynosi ponad 6,7 mln km². To różnica przekraczająca 2,4 mln km² jeśli chodzi o ten rok, procentowa wartość to 36%.  Mapa NSIDC obok ilustruje aktualne różnice w zlodzeniu arktycznych wód względem średniej 1981-2010.

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

Tempo spadku zasięgu lodu w trzeciej dekadzie sierpnia dla okresu 1981-2010 wynosi 42,2 tys. km²/dziennie, w tym roku wartość ta wyniosła 51,6 tys. km²/dziennie. Są to dane z NSIDC, które pokrywają się z tym, co pokazuje JAXA. Umocniło się więc drugie miejsce, ale nie to jest ważne. To kolejny rok ogromnych zmian. Tak dużych, że trzeba zmieniać okres odniesienia. Nie ma sensu pokazywać mediany z lat 80. ani nawet 90. XX wieku, ale z tego wieku, dokładnie pierwszej dekady. Jedynie z wyjątkiem wschodniej części Morza Beauforta widzimy ogromne zmiany, gdzie granica lodu przesunęła się o kilkaset kilometrów. 

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

Warunki atmosferyczne są jednak nad wyraz łaskawe. Podobnie jak rok temu, w sierpniu często utrzymywało się wysokie ciśnienie. Wyż baryczny nie sprzyja topnieniu w drugiej połowie sierpnia, zagęszcza lód, wychładza się powietrze nad pokrywą lodową z uwagi na niewielką ilość promieni słonecznych. Słabo jest wykorzystywany potencjał cieplny wód. Zaczęła rosnąć koncentracja lodu. Presja jest tylko nieznacznie większa niż w 2019 roku, co widać na wykresie. Od 20 do 31 sierpnia stopiło się tylko 164 tys. km². Inaczej było w 2016 roku - pod koniec sierpnia pojawił się silny dipol arktyczny, który zmusił lód do dalszego topnienia. Tak więc w przypadku samej powierzchni wrześniowe minimum będzie trzecim, ale to jeszcze nic pewnego. Mapa obok pokazuje odchylenia powierzchni lodu względem średniej 2000-2019. 

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

Tak jak można było przypuszczać już na początku lipca, Morze Beauforta okazało się jednym z czynników spowalniających dalsze roztopy. Obecność lodu na tym akwenie zatrzymała zmiany w przylegającym do niego paku lodowym Basenu Arktycznego. Nie chodzi tu tylko o ewentualny fakt skutków działania dodatniego dipola arktycznego, który miałby w ten sposób mniej pracy. Także fakt, że jeśli lodu jest tam sporo, to potem topnienie zwalnia wyraźnie, jeśli nie ma aktywnych zmian właśnie na Morzu Beauforta. Spowolnione roztopy na Morzu Beauforta spowolniły dalsze zmiany w sierpniu w tymże regionie, a po stronie atlantyckiej i rosyjskiej nie może się już więcej stopić. Tam granica lodu znajduje się dalej niż w 2012 roku. W rezultacie cały topnienie lada dzień zatrzyma się, chyba że wzorce pogodowe się zmienią.

 Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 w Arktyce w 2007, 2012, 2016 i 2020 roku dla 20-30 sierpnia. NOAA/ESRL

Trzecia dekada sierpnia była w Arktyce bardzo ciepła, ale z doświadczenia wiemy, że temperatury powietrza o tej porze roku odgrywają drugorzędną rolę w topnieniu lodu. Aby topnienie i bicie rekordów sprowadzić do temperatur, to ich wzrost musiałby być dramatyczny. Powyżej 80^oN temperatury musiałby być nawet wyższe od tych nad Morzem Łaptiewów czy nawet Karskim. Jak pokazują mapy, średnie odchylenia w tym roku wyniosły 3^oC nad znaczną częścią Oceanu Arktycznego. O tej porze roku niezbędny dla dalszych roztopów jest czynnik mechaniczny. Wiatr, odpowiedni dryf czy sztormy. Inaczej to lód będzie się topić tak jak na zwykłym jeziorze.

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

Oczywiście temperatury robią wrażenie i są świadectwem ocieplającego się klimatu. Przykładem jest Wyspa Wize położona na pograniczu Morza Karskiego i Basenu Arktycznego. Sierpień na tej wyspie był 4,4^oC cieplejszy niż zazwyczaj. W drugiej połowie miesiąca temperatury schodzą tam do zera, ale jak pokazuje wykres obok, w tym roku tak się nie działo, co jest rezultatem wcześniejszych szybkich roztopów. Z kolei wykres z danych DMI pokazuje, że w trzeciej dekadzie sierpnia temperatury wokół bieguna północnego wciąż przekraczały zero stopni. Dopiero ostatniego dnia spadły poniżej zera. 

 Odchylenia temperatur od średniej 1958-2002 powierzchni arktycznych wód dla 30 sierpnia w latach 2014-2020. DMI 

Otaczające wyspę wody są co najmniej 3^oC cieplejsze niż zwykle. Cały obszar arktycznych wód jest w tym roku niezwykle ciepły, co jest związane z szybkimi roztopami w okresie wiosennym i letnim. Choć tu należy zwrócić uwagę na to, że wysokie temperatury, to też efekt braku wykorzystania potencjału wód poza kilkoma wyjątkami. Po prostu energia cieplna jest ostatnio słabo wykorzystywana do topnienia lodu. Gdyby było inaczej, odchylenia byłyby mniejsze, a rekord wrześniowego minimum nie tylko by padł, ale miałby szokującą wartość. Taka sytuacja sprawi, że albo ciepło zatrzyma zamarzanie jesienią, i spowolni też spadek temperatur, albo lód szybko pokryje ocean. W ten sposób energia cieplna zostanie jeszcze lepiej wykorzystana w przyszłym roku. 

 Grubość lodu morskiego w latach 2015-2020 dla 30 sierpnia. Naval Research Laboratory, Global HYCOM
 

Z drugiej strony lata 2016-2018 pokazują, że powolny przyrost lodu związany z wykorzystywaniem energii cieplnej wód niesie za sobą ponure konsekwencje - padają rekordy zlodzenia zimą. Kiedy do Arktyki trafia ciepło, a nad obrzeżami Oceanu Arktycznego wiszą niskie chmury, zamarzanie zamiera. W obecnym stanie klimatu Ziemi nie ma już idealnego rozwiązania dla zatrzymania takich czy innych zmian w Arktyce. Jedyny sposób, to ochłodzenie globalnego klimatu. Stan czapy polarnej ze względu na zmiany w sierpniu nie uległ wyraźnemu pogorszeniu na tle dwóch poprzednich sezonów topnienia. Czyli sytuacja się nie poprawiła, a to znaczy, że przyszły sezon roztopów będzie tak samo groźny dla lodu jak ten, a warunki atmosferyczne będą dyktować dalsze zmiany.  

Granica paku lodowego na 85^oN na północ od Ziemi Franciszka Józefa 31 sierpnia 2020 roku. NASA Worldview

Kra lodowa w Basenie Arktycznym obok Wyspy Ellesmere'a 31 sierpnia 2020 roku. NASA Worldview

Innym problemem z racji zamarzania jest stratyfikacja wód w Arktyce. Najwyraźniej zaczyna ona stopniowo zanikać z powodu szybkiego letniego topnienia, w wodach Oceanu Arktycznego gromadzi się energia cieplna. Najprawdopodobniej to właśnie stopniowo zanikające rozwarstwienie wód arktycznych sprawia, że sezon zamarzania ma już dwie złe strony medalu. Czy jest wir polarny, czy go nie ma, i tak potem się będzie topić w sposób agresywny. Sam zaś zanik stratyfikacji jest związany z topnieniem lodu, gdzie udział lekkiej słodkiej wody zanika na rzecz słonej, która jest na domiar złego cieplejsza. Lód topiąc się, zostawia zimnawą wodę słodką, która musi się ogrzać i wymieszać ze słoną (w noc polarną woda zamarzając wytrąca solankę). Skoro lodu jest mniej, to mniej jest tej wody, a więcej wód słonych, niesionych z południa z Atlantyku i też z Pacyfiku. Tak wiec lód topi się mocniej. Możemy więc sobie teraz wyobrażać, co by się stało, gdyby skopiować warunki dla roztopów z sierpnia 2012 roku. Potem taki stan wód sprawia, że lód pojawia się kilka dni później, bo zbyt słona woda musi się wychłodzić. Zmiany są oczywiście mało widoczne gołym okiem, ale to, co potem się dzieje z czapą polarną jest widoczne gołym okiem - nie trzeba patrzeć na wykresy i liczby.

Ten sezon topnienia wcale nie był spokojny mimo braku rekordu wrześniu. A postępujące zmiany klimatyczne w Arktyce w końcu doprowadzą do serii rekordowych lat. To kwestia czasu. 

Zobacz także:

• Raport z II dekady sierpnia - megatopnienie ponownie się wyłania, piątek, 21 sierpnia 2020 Spowolnienie roztopów między 20 lipca a 10 sierpnia oddaliło wyraźnie perspektywę rekordowego wrześniowego minimum. Nie zmienia to jednak postaci rzeczy, zważywszy na to, że tempo topnienia ponownie przyspieszyło.
• Raport z I dekady sierpnia - wystudzenie megatopnienia, wtorek, 11 sierpnia 2020