Wstrząsające prognozy NOAA nadal są aktualne

Miesiąc temu zostały przedstawione prognozy opracowane przez Narodową Służbę Oceaniczną i Atmosferyczną (NOAA) dotyczące sezonu roztopów w 2021 roku. Prognozy były szokujące, wcześniej takich zmian w poprzednich latach nie prognozowano. 

Czy się sprawdzą? Przedstawiona zostanie następna ich aktualizacja, ale spójrzmy na to, co działo się dotychczas:

Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2021 roku względem wybranych lat oraz średniej 1981-2010. Wykres pokazuje zapis dziennych odczytów w 5-dniowej średniej. NSIDC

Prognozy na styczeń 2021 i luty wskazywały na to, że sezon zamarzania będzie przebiegać bez większych problemów. Wartość zasięgu lodu miała utrzymywać się poniżej średniej wieloletniej, ale nie trzymać się też wartości z rekordowych lat, czyli roku 2017 i 2018. Tak się stało. I najprawdopodobniej według obecnych prognoz pokrywa lodowa w lutym ma osiągnąć duże jak na ostatnie lata wartości - mimo rozpadu wiru polarnego. Prognoza wskazuje nawet na 15 mln km² już w lutym, co teoretycznie jest możliwe, choć prognoza nie jest precyzyjna ze względu na swoją wielką długoterminowość. Patrząc jednak na rozmieszczenie lodu i odchylenia zasięgu przedstawione na mapie obok, należy wysunąć wniosek, że tak może być. W praktyce jednak będzie nieco mniej, ale wartości będą bardzo podobne do tych sprzed roku. 

 

Jak więc może wyglądać lato 2021?

 

Prognozowane na okres styczeń-wrzesień 2021 odchylenia i zmiany zasięgu arktycznego lodu morskiego w mln km². NOAA: Seasonal climate forecast from CFSv2

 

Sam początek sezonu topnienia ma być według tych prognoz agresywny, co będzie wiązało się z wielkością czapy polarnej. Daleko wysunięta na południe granica bardzo cienkiego lodu już w marcu zacznie się  szybko przesuwać na północ, gdy wzrosną temperatury. Impet zostanie nabrany w kwietniu, a potem w maju, kiedy zbyt duża powierzchnia bardzo cienkiego lodu będzie szybko znikać pod wpływem rosnących temperatur. Jest w tym logika, bo czapa polarna faktycznie jest cienka jak plaster, co pokazuje mapa HYCOM obok (kliknij, aby powiększyć). Mamy już koniec stycznia, a dominującym elementem czapy polarnej est lód grubości nie większej niż 1,5 metra. Jeśli weźmiemy pod uwagę temperatury panujące z racji globalnego ocieplenia, ilość energii zgromadzonej przez oceany, to tak - w tych prognozach jest jakiś sens.   

Prognozowane na okres czerwiec-wrzesień 2021 odchylenia koncentracji i zasięgu arktycznego lodu morskiego. NOAA: Seasonal climate forecast from CFSv2

Prognozy na lato 2021 nie uległy zmianie w ciągu ostatniego miesiąca, co jest oczywiście niepokojące. Z drugiej strony nie oznacza to, że zmianie tej nie ulegną wcale. Z pewnością tak się stanie i raczej należy brać pod uwagę wariant, że są przeszacowane. Ale czy na pewno?

 
Na korzyść tych prognoz, gdzie już w sierpniu zostaje pobity rekord z 2012, przemawia fakt, że sezony roztopów z lat 2013-2019 były spokojne. Zmianę przyniósł rok 2020, choć nie padł rekord, to wiele do niego nie brakowało. Kolejną sprawą jest wspomniana sama grubość lodu. Co z tego, że w marcu powierzchnia i zasięg będą imponujące, w 2012 było to samo. Lód jest cienki, więc łatwo się będzie topić. Duża powierzchnia lodu stworzy też inne niż w ostatnich latach wzorce pogodowe, które będą sprzyjać roztopom.

Inną sprawą jest swoiste "kuszenie losu" z racji braku faktu pobicia rekordu z 2012 roku, za czym stoją zmiany we wzorcach pogodowych, i to, że rekord z racji ocieplającego się klimatu będzie musiał paść. Owo kuszenie wynika z faktu, że klimat jest cieplejszy niż 10 lat temu, jest więcej energii cieplnej w oceanach, w tym też w samej Arktyce - tąpnięcie na wykresie będzie musiało nastąpić. Pytanie tylko, czy to będzie ten rok, czy może jeszcze nie ten? 

Co potem?

 

 Zmiany średniej miesięcznej ilości lodu morskiego w Arktyce dla września w latach 1979-2020 i ekstrapolacja trendu. Dane PIOMAS

 

Jeśli prognozy się sprawdzą, to wrześniowe minimum wyniesie 2 mln km², a nawet mniej, co de facto będzie oznaczać brak czapy polarnej. W takiej sytuacji należy oczekiwać, że definitywne zero padnie jeszcze w tej dekadzie, ale nie koniecznie. Jeśli dojdzie do tak silnego topnienia, to w wyniku tego zmianie ulegną wzorce pogodowe w Arktyce. Arktyka stanie się wilgotniejsza, co wpłynie na zachmurzenie, dalsze zmiany zajdą w wirze polarnym i prądzie strumieniowym co latem w kolejnych sezonach będzie pauzować topnienie, tak jak miało to miejsce po 2012 roku. W końcu jednak temperatury wzrosną tak mocno, że czapa polarna dosłownie rozpuści się pod chmurami. 

 

I wtedy rozpęta się piekło...

Arktyka gładko zamarza? Nie do końca

Od blisko dwóch tygodni zamarzanie arktycznych wód postępuje szybko Pomiary satelitarne zasięgu/powierzchni lodu morskiego, a także modelowanie PIOMAS nie pokazują rekordowych wartości. Warunki atmosferyczne póki co sprzyjają rozrostowi pokrywy lodowej na akwenach zewnętrznych. Problem w tym, że to co widać z góry gołym okiem, nie do końca odzwierciedla realnej sytuacji. A nawet, gdy spojrzeć na samą powierzchnię (area) czy zasięg (extent), to wartości te niezmiennie są jednymi z najmniejszych w historii pomiarów. 

 

Powierzchnia lodu morskiego w 2020 roku względem wybranych lat oraz jej odchylenia względem średniej 2000-2019. Dane NSIDC, wykres Nico Sun

Od początku stycznia powierzchnia lodu wzrosła o 1 mln km², z czego największe zmiany miały miejsce po 10 stycznia. Zasięg lodu rósł od samego początku miesiąca dość szybko. Mimo to, jak przedstawia to powyższy wykres, czapa polarna w dalszym ciągu ma jedne z najmniejszych w historii pomiarów rozmiary.

Zmiany stopniodni chłodu (FDD) w Arktyce w sezonie 2020/21 względem ostatnich lat i średnich dekadowych. Szare przerywane linie na wykres wyznaczają poszczególne wartości grubości lodu. Prawy wykres przedstawia anomalie stopniodni chłodu sezonie w 2020/21 roku względem ostatnich lat i średnich dekadowych. Na osi poziomej – kolejne miesiące sezonu, od września do czerwca. Dane DMI, wykres Nico Sun

Miarą „mroźności” sezonu zamarzania jest wskaźnik „stopniodni chłodu” (ang. Freezing degree days - FDD). Jeśli na przykład jednego dnia mamy temperaturę -5°C, drugiego -10°C, a trzeciego -15°C, to w ciągu tych trzech dni wskaźnik będzie przyjmował kolejno wartości 5, 10 i 15, a wartość skumulowana FDD wyniesie 30. Im wyższa ta wartość, tym bardziej mroźny mierzony sezon; im mniejsza – tym łagodniejszy. To właśnie skumulowana wartość wskaźnika stopniodni chłodu decyduje nie tylko o tym jak szybko zamarznie Ocean Arktyczny, ale co ważne - jak gruby lód się utworzy. Ten sezon zamarzania nie jest tak ekstremalny jak w sezonie 2016/17, ale jak widać, jest jednym z najgorszych. Temperatury w Arktyce są wysokie, co pokazuje mapa obok. Zamarza powierzchnia, a grubość ze względu na temperatury, a także ilość energii cieplnej w wodzie pod lodem wygląda po prostu źle.

 

Grubość lodu morskiego w 2016 i 2012 roku dla 23 stycznia. Naval Research Laboratory, Global HYCOM

 

Zbyt ciepły sezon zamarzania, a wcześniej agresywne zmiany w czasie letniego topnienia sprawiają, że czapa polarna nie osiąga na wiosnę takiej grubości, jaką powinna. Ostatni raport PIOMAS pokazuje, że dotychczasowy sezon zamarzania niewiele zmienił. Powyższe mapy ilustrują, że w ciągu kilku lat, co widać gołym okiem, zaszły spore zmiany. Powierzchnia lodu powyżej dwóch metrów spadła w sposób zauważalny. 

Aktualna sytuacja jest jeszcze o tyle dobra, że na razie skutki rozpadu wiru polarnego nie maja takiego wymiaru jak chociażby w sezonie 201/17. Jednak zewnętrzne regiony, jak ostatnio Morze Barentsa, a teraz Baffina i Półwysep Labradorski doświadczają nadzwyczaj wysokich temperatur. Najbliższe dni niewiele zmienią. Z kolei regiony leżące wokół Arktyki będą w dalszym ciągu doświadczać rozlicznych ekstremów pogodowych. 

Zobacz także:

• Zamarzanie postępuje szybko, ale nierównomiernie, niedziela, 10 stycznia 2021 Początek 2021 roku w Arktyce charakteryzuje się szybkim tempem zwiększania się zasięgu lodu morskiego. Ogólnie panują korzystne ku temu warunki atmosferyczne.
  

Wstępny raport PIOMAS dla stycznia 2021

Według danych z modelu Pan-Arctic Ice Ocean Modeling and Assimilation System (PIOMAS) w pierwszej połowie stycznia nie zaszły żadne wyraźne zmiany względem lat poprzednich jeśli chodzi o ilość lodu morskiego Arktyki. 

Objętość lodu w Arktyce w 2021 roku względem wartości z ostatnich lat i średniej 1979-2001. PIOMAS

Stan arktycznego lodu względem minionych lat pozostaje w sumie niezmieniony jeśli chodzi o porównanie z danymi za grudzień 2020. Objętość wyrażana w kilometrach sześciennych tak samo jak na koniec grudnia 2020 jest drugą najmniejszą w historii pomiarów.  

Zmiany grubości arktycznego lodu morskiego w pierwszej połowie stycznia 2021 roku. PIOMAS

Udział grubego na ponad 2 metry lodu pozostaje niewielki, co pokazuje powyższa animacja. Przyczyną tego stanu rzeczy są wynikające z racji ocieplającego się klimatu ekstremalne wzorce pogodowe i rosnące temperatury, które determinują stan czapy polarnej w danym przedziale czasowym.

Na tej tabeli przedstawiona jest dokładna rozpiska objętości lodu na 15 stycznia. W różowych kolumnach przedstawione są różnice względem poprzednich lat i średnich dekadowych, także ich procentowe wartości. 15 stycznia 2021 roku objętość lodu w Arktyce wyniosła 15 557 km³. To 986 km³ więcej niż w rekordowym wtedy 2017 roku. Warunki dla przyrostu pokrywy lodowej były raczej umiarkowane, a uśrednione tempo przyrostu w pierwszej połowie miesiąca jak pokazuje wykres obok, było zbliżone do średniej.

Do końca sezonu zamarzania, w tym przypadku przyrostu sumarycznej ilości lodu zostały trzy miesiące. Spadek ilości lodu zaczyna się średnio miesiąc później niż spadek zasięgu/powierzchni, gdyż w kwietniu temperatury w centrum Arktyki wciąż są ujemne, a topnienie na obrzeżach jeszcze jest powolne.

Zobacz także:

• PIOMAS (grudzień 2020) - powtórka z poprzedniego sezonu, czwartek, 7 stycznia 2021  Dane z modelu Pan-Arctic Ice Ocean Modeling and Assimilation System (PIOMAS) na grudzień 2020 pokazują, że przyspieszenia tempa przyrostu lodu w minionym miesiącu nie pozwoliło na ustanowienie nowego rekordu.
• PIOMAS (listopad 2020) - iluzja szybkiego zamarzania, poniedziałek, 7 grudnia 2020
  

Raport za I połowę stycznia - rozproszenie

Początek 2021 roku w Arktyce ujawnia problemy zamarzających wód Oceanu Arktycznego i przyrostu lodu morskiego. Tempo wzrostu zasięgu lodu było w pierwszej połowie stycznia szybkie, ale zmiany faktycznej powierzchni okazały się wolniejsze w stosunku do zmian zasięgu. Przyczyną są temperatury wód i grubość pokrywy lodowej. Słaby wir polarny zaczął mieszać w okołoarktycznej pogodzie i na niższych szerokościach geograficznych, a jego rozpad już zaczyna skutkować zmianami w pogodzie. Animacja obok ilustruje destabilizację troposferycznego wiru polarnego, co skutkowało ekstremalnymi warunkami pogodowymi m.in. w Hiszpanii. 

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

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

Arktyczny lód morski zajmuje stosunkowo duży jak na ostatnie lata obszar. Zamarza szybko m.in. Morze Beringa. Spore zlodzenie występuje już na Morzu Ochockim. Z drugiej strony występuje duży niedobór lodu w sektorze atlantyckim. Na początku roku zaobserwowano wycofanie się lodu na Morzu Karskim i Barentsa, co jest związane z warunkami pogodowymi, temperaturami wód i grubością pokrywy lodowej. Animacja obok (kliknij, aby powiększyć) przedstawia zmiany zasięgu i koncentracji arktycznego lodu morskiego w pierwszej połowie stycznia 2021.

Zmiany tempa zwiększania/zmniejszania się zasięgu lodu morskiego w 2020/21 roku w zestawieniu ze zmianami z 2012/13, 2016/17 i 2019/20 roku oraz średniej z ostatnich 10 lat.

Tempo przyrostu zasięgu lodu morskiego w pierwszej połowie stycznia 2021 było szybkie, co wiązało się z działaniem układów niskiego ciśnienia nad zewnętrznymi akwenami regionu arktycznego.  

Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2021 roku i wyszczególnienie względem wybranych lat oraz średniej 1981-2010. Wykres pokazuje zapis dziennych odczytów w 5-dniowej średniej. NSIDC

Podyktowane warunkami pogodowymi i na razie brakiem ekstremalnie wysokich temperatur tempo przyrostu lodu morskiego oddaliło perspektywę ustanowienia nowych rekordów, tak jak miało to miejsce w latach 2016-2018. Wtedy ekstremalne wzorce pogodowe skutecznie hamowały zamarzanie powierzchni arktycznych wód, a także sumaryczny wzrost ilości lodu.

 

15 stycznia zasięg lodu morskiego wg danych NSIDC wyniósł 13,33 mln km², to trzecia ex aequo z 2011 rokiem najmniejsza w historii pomiarów wartość. Ta wartość jest o 0,43 mln km² większa niż w rekordowym wtedy 2017 roku i 1,04 mln km² mniejsza od średniej 1981-2010, co stanowi różnicę 7,2%. Mapa NSIDC obok ilustruje aktualne różnice w zlodzeniu arktycznych wód względem średniej 1981-2010.

Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2021 roku względem lat 2005-2020 i średnich dekadowych. JAXA

Dane JAXA pokazują bardzo szybki ja na tę porę roku wzrost zasięgu lodu morskiego. Do tego faktu doszło po pierwsze ze względu na początkowe rozmiary czapy polarnej i opóźnienie w zamarzaniu. Zmiana kierunku wiatru i nagłe ochłodzenie spowodowało szybkie zamarznięcie miejsc, które od kilku tygodni powinny być już zamarznięte.  Mimo tego faktu w dalszym ciągu obserwuje się zauważalnie mniejsze zlodzenie niż w ubiegłym stuleciu, co pokazuje mapa obok. Nawet na Morzu Beringa, na którym zasięg lodu morskiego szybko przyrastał, obecna jego granica znajduje się w innym miejscu niż w latach 80. XX w. Oczywiście względem ostatnich 10 lat akurat teraz nie widać zmiany, co pewnie wykorzystają wciąż działający na przekór losu negacjoniści klimatyczni. Pamiętać należy też o okresowej fluktuacji. Teraz zasięg jest spory. Tylko co będzie za miesiąc, albo za pół roku?

 

Powierzchnia lodu morskiego w 2021 roku względem wybranych lat. Dane NSIDC, wykres Nico Sun

 

Zasięg lodu (extent) szybko rósł na skutek działania wiatru i zimnego powietrza. Ale jak widzimy na wykresie, powierzchnia (area) rosła wolniej w stosunku do zasięgu. Cienki lód topił się pod wpływem wiatru, który wcześniej zwiększył jego zasięg. Wiatr wykorzystuje potencjał cieplny wód, a także fizycznie wpływa na pokrywę lodową. Lód może się topić o tej porze roku, bo wciąż są anormalnie ciepłe wody, które nie mają problemu z roztapianiem bardzo cienkiej warstwy powstającego śryżu i kry lodowej. Mapa obok pokazuje odchylenia powierzchni lodu względem średniej 2000-2019. Powierzchnia pokrywy lodowej w połowie stycznia 2021 była drugą najmniejszą w historii pomiarów. Do stanu takiego czapa polarna doszła w sytuacji względnie dobrych, bo znacznie lepszych niż w latach 2016-2018 warunków atmosferycznych, które wzmacniają zimowe zamarzanie. 

 

Powierzchnia lodu morskiego na Morzu Beringa i Barentsa w 2021 roku w zestawieniu ze zmianami w latach 2007-2020. NSIDC
* Przedstawione dane uwzględniają większy obszar arktycznych akwenów niż geograficzny. Obejmują część wód Basenu Arktycznego. Morze Barentsa ma 1,4 mln km².

 

Na zewnętrznych akwenach powierzchnia lodu przyrasta wolniej niż zasięg. Na Morzu Beringa zmiany są dość widoczne, ale pokrywa lodowa w dalszym ciągu ma znacznie mniejsze rozmiary niż w pozostałych latach, choć nie ma też rekordowo małych rozmiarów. Na Morzu Barentsa obserwujemy skutki "atlantyfikacji" regionu. Tam także powierzchnia lodu jest znacząco mniejsza niż w latach wcześniejszych.  

Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 na półkuli północnej w latach 2001-2010 i 2011-2020 dla stycznia NASA/GISS

Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 w Arktyce w 2020 i 2021 roku dla 1-13 stycznia. NOAA/ESRL

W ciągu dosłownie paru dekad Arktyka mocno się ociepliła na skutek wzrostu globalnej temperatury i zaniku lodu morskiego. W latach dwutysięcznych średnia temperatura w Arktyce w przypadku stycznia była o 1,56^oC wyższa od średniej 1981-2010, w drugiej dekadzie tego wieku nastąpił wyraźny wzrost o 1,15^oC. W zeszłym roku na skutek działania wiru polarnego w stratosferze, temperatury nad Oceanem Arktycznym były niższe w stosunku do ostatnich lat. Ale cyrkulacja strefowa wykorzystując potencjał globalnego ocieplenia, doprowadziła do skrajnie wysokich temperatur w Europie i na Syberii. W tym roku na skutek słabszego działania wiru polarnego sytuacja wygląda inaczej.

Zmiany średnich temperatur wokół bieguna północnego (80-90^oN) w 2021 roku względem średnich z poszczególnych dekad. DMI, grafika Nico Sun

W tym miesiącu mimo wyraźnego spadku, temperatury w Arktyce są zbliżone do wartości z ostatnich lat. Średnie wartości wokół bieguna północnego utrzymywały się na poziomie około -20^oC. 

Odchylenia temperatur od średniej 1958-2002 powierzchni arktycznych wód dla 15 stycznia w latach 2015-2021. DMI

Temperatury wód w Arktyce pozostają wysokie, choć nie są ekstremalnie wysokie. Istnieje szereg czynników warunkujących temperatury wód o tej porze roku, kiedy to sezon topnienia dawno się zakończył. Jednym z nich jest wiatr, który przenosi lód pływający na niższe szerokości geograficzne. Mamy wzrost zasięgu lodu, ale powierzchnia rośnie wolniej, bo woda topi lód albo po prostu utrudnia zamarzanie. Energia cieplna pochodząca z wody wytraca się, spowalniając rozwój lodu morskiego. 

 

Grubość lodu morskiego w latach 2016-2021 dla 15 stycznia. Naval Research Laboratory, Global HYCOM

Część ciepła morskiego zostaje uwięziona pod szybko zamarzającym Oceanem Arktycznym. Oczywiście ciepło to w różnym stopniu trafi potem do atmosfery, ale to, co zostaje, spowalnia przyrost lodu. Na obrzeżach z kolei działa wiatr i fale morskie. Zestawienie map z Laboratorium Marynarki Wojennej USA pokazuje, że grubość lodu, oraz powierzchnia obszarów o danej grubości spadły na przestrzeni raptem kilku lat.

Pokrywa lodowa w Basenie Arktycznym od strony Oceanu Atlantyckiego w dniach 13-15 stycznia 2021. Sentinel-1 AB, Sea Ice Denmark

Pokrywa lodowa Morza Łaptiewów 15 stycznia 2021 roku. Zdjęcie wykonane jest w obrazie uzyskanym przy pomocy pomiaru tzw. temperatury jasnościowej. NASA Worldview

Na zdjęciach satelitarnych możemy zobaczyć, jak wygląda pokrywa lodowa nawet w trakcie nocy polarnej. Odpowiedni zakres pasm (podczerwień, temperatura jasnościowa), pozwala zobaczyć to, co nie jest widoczne gołym okiem. Svalbard jak widać, jest w dużym stopniu wolny od lodu. Z kolei na wschodzie Morza Łaptiewów powstało rozległe pęknięcie w paku lodowym.

Podsumowując, szybki wzrost zasięgu lodu morskiego nie przekłada się na poprawę stanu czapy polarnej. Owszem, później może dojść do zmarznięcia luk, ale pamiętajmy, że za dwa miesiące zaczyna się dzień polarny. 

Zobacz także: 

• Raport za II połowę grudnia - granice zamarzania, piątek, 1 stycznia 2021 Przez większość grudnia 2020 roku tempo zamarzania arktycznych wód było szybsze niż zwykle. 
• Raport za I połowę grudnia - szybkie zamarzanie raczej wiele nie zmieni, środa, 16 grudnia 2020

 

Kiedy zniknie wieloletni lód, będzie już koniec

Obszar paku lodowego ciągnącego się wzdłuż północnych brzegów Grenlandii i Wyspy Ellesmere'a to miejsce zwane "ostatnim bastionem lodowym". Niektórzy naukowcy uważają, że ten fragment lodu miałby szanse przetrwać antropogeniczną zmianę klimatu. Nowe badania sugerują jednak, że szanse na przetrwanie są niewielkie, bo ten gruby, wieloletni lód jest bardziej podatny na zanikanie, niż dotychczas sądzono.

Zasięg arktycznego lodu morskiego w styczniu 2021 roku. Czerwony prostokąt oznacza miejsce gdzie znajduje się gruby wieloletni lód. AMSR2, Univesity of Bremen

We wspomnianym regionie, przedstawionym na powyższej mapie, znajduje się najstarszy i tym samym najtrwalszy obszar paku lodowego Arktyki. Do tej pory lód ten mógł przetrwać w praktycznie nienaruszonym stanie nawet najcieplejsze letnie okresy w danym roku. Niektórzy mieli nawet nadzieję, że lód ten będzie fundamentem dla odtwarzającej się czapy lodowej, gdy ta skurczy się jeszcze bardziej, bijąc pod koniec lata kolejne rekordy. Dzięki temu nie ulegnie wzmocnieniu dodatnie sprzężenie zwrotne albedo powierzchniowego i nie destabilizują się hydraty metanu na skutek trwałej już wtedy akumulacji ciepła przez wody Oceanu Arktycznego.

 

Jednak wszystko wskazuje, że szanse na to są w sumie zerowe. Pokazuje to nowa analiza danych satelitarnych dotyczących szczególnie tzw. łuków lub inaczej mostów lodowych tworzących się w północnej i południowej części Cieśniny Naresa. W wąskiej na 40 km Cieśninie Naresa powstają owe łuki, które nie są tradycyjnymi łukami, a kluczowymi płatami lodu, które powstają w określonej porze roku i zapobiegają się przedostawaniu się lodu z Morza Lincolna będącego częścią Basenu Arktycznego do Morza Baffina i dalej na południe. Łuki te mogą odegrać kluczową rolę w tym, czy obszar ostatniego lodu przetrwa szczyt globalnego ocieplenia.

Zdjęcia satelitarne Sentinel-1 SAR pokazujące kierunki dryfu lodu morskiego i jego stan na Morzu Lincolna w 2017 roku: a) 8 maja, b) 10 maja, c) 12 maja, d) 14 maja. 

„Łuki lodowe, które zwykle rozwijają się na północnych i południowych krańcach Cieśniny Nares, odgrywają ważną rolę w modulowaniu zasięgu wieloletniego lodu morskiego w Oceanie Arktycznym", piszą naukowcy w opublikowanym na początku tego roku w Nature Communications artykule. „Zauważyliśmy, że czas powstawania łuków skrócił się w ciągu ostatnich dwudziestu lat, kiedy powierzchnia lodu i zmiany objętości wzdłuż Cieśniny Nares wzrosły”, dodali. Innymi słowy, mosty lodowe w Cieśninie Naresa,  które utrzymują w stabilności Ostatni Obszar Lodu, stają się coraz bardziej wrażliwe na zmieniający się klimat. Istnieje ryzyko, że stary lód nie tyle co będzie się topić na miejscu w szybkim tempie, ale będzie się rozpadać i przemieszczać na południe do cieplejszych regionów, przyspieszając proces topnienia. Powyższe zdjęcia satelitarne ilustrują rozpad lodowego łuku w maju 2017 roku.

Zdjęcia satelitarne Sentinel-1 SAR pokazujące kierunki dryfu lodu morskiego na Morzu Lincolna w 2019 roku: a) 14 stycznia, b) 7 lutego, c) 19 lutego, d) 27 marca.

Łuki lodowe wyglądają jak mosty po bokach, które blokują ruch lodu z północy na południe. Problem polega na tym, że twory te rozpadają się coraz wcześniej, co umożliwia przepływ większej ilości lodu przez Cieśninę Naresa. Dzieje się to nie tak jak kiedyś latem, a już nawet wiosną. A jak pokazuje powyższe zestawienie map - jeszcze w trakcie sezonu zamarzania. Z obserwacji wynika, że co roku łuki lodowe rozpadają się średnio o tydzień wcześniej niż w roku ubiegłym. Zator lodowy jest coraz cieńszy, bariera staje się słabsza, co prowadzi do zmian dalej na północy – szacuje się, że ruch lodu w obszarze ostatniego bastionu lodu rośnie dwa razy szybciej niż w pozostałej części Arktyki.

„Martwimy się o ten stary lód”, zauważa fizyk Kent Moore z Uniwersytetu w Toronto w Kanadzie. „Jest nadzieja, że ten obszar przetrwa do połowy tego stulecia lub nawet dłużej (…). A potem, miejmy nadzieję, w końcu uda nam się ochłodzić planetę. Lód znów zacznie rosnąć, a wtedy obszar ten będzie mógł pełnić rolę nasiona”,  dodaje.

Całkowity zanik obszaru lodu oznaczałby nie tylko konsekwencje klimatyczne. Miałby on głęboki wpływ na otaczający ekosystem w tej części świata: od niedźwiedzi polarnych po arktyczne algi, które dostarczają środowisku węgiel, tlen i inne składniki odżywcze. Strata mogłaby się okazać katastrofalna.

Ten obszar Arktyki to następny dowód na ocieplający się klimat i szkody, jakie mają z tego powodu miejsce. Tempo utraty lodu jest zgodne z niektórymi najczarniejszymi scenariuszami. Z ostatnich badań wynika, że wydarzanie zwane jako BOE (Blue Ocean Event), czyli stan wolnego od lodu Oceanu Arktycznego może mieć miejsce w połowie lat 30. XXI wieku. Co ciekawe, taką perspektywę ryzuje wieloletni trend spadkowy ilości lodu.

Jedyny sposób na ocalenie Arktyki to wyzerowanie emisje CO₂ do atmosfery. Tyle tylko, czy z punktu widzenia bezwładności klimatycznej i trwałości CO₂ jest to w ogóle możliwe? „Skala jest ogromna, a region tak odległy”, zauważa Moore. „Jedyne, co możemy zrobić, to ochłodzić planetę. Wtedy, miejmy nadzieję, łuki ponownie uformują się w sposób naturalny naturalnie” – dodaje.

Na podstawie: Science Alert/Nature Communications

 

Zobacz także:

• Złowieszcza gardziel pluje lodem, piątek, 10 maja 2019  Cieśnina Naresa, która rozdziela Grenlandię i Wyspę Ellesmere'a jest niemal w całości wolna od lodu. To co się w niej znajduje, to dryfująca kra lodowa, która pochodzi z Oceanu Arktycznego.
• Złowieszcza gardziel, sobota, 27 maja 2017

Zamarzanie postępuje szybko, ale nierównomiernie

Początek 2021 roku w Arktyce charakteryzuje się szybkim tempem zwiększania się zasięgu lodu morskiego. Ogólnie panują korzystne ku temu warunki atmosferyczne. Jednak nie wszędzie zamarzanie jest szybkie. Sektor atlantycki doświadcza kolejnego już poważnego regresu w trakcie nocy polarnej. Mapa obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje aktualny zasięg zlodzenia arktycznych wód. 

 

Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2021 roku względem lat 2005-2020 i średnich dekadowych. JAXA 

 

Zasięg lodu morskiego w pierwszej dekadzie stycznia wzrósł wyraźnie. Tempo było szybsze od średniej wieloletniej, w ciągu ostatnich dwóch dni zanotowano przyrosty o wartości niemal dwukrotnie większej niż zwykle. W styczniu następuje już wyraźne spowolnienie tempa zamarzania, gdyż granica lodu dociera do miejsc, gdzie temperatury ograniczają dalsze szybkie zamarzanie, a dni zaczynają się wydłużać, nie spada już ilość energii słonecznej docierającej do powierzchni Ziemi, zaczyna ona stopniowo wzrastać. Przyspieszenie wynika z dwóch powodów. Pierwszym są warunki atmosferyczne. Wir polarny w stratosferze umożliwił powstanie w miarę stabilnej komórki polarnego, zimnego powietrza, która teraz obejmuje sektor pacyficzny Oceanu Arktycznego. Drugą przyczyną jest mały zasięg lodu w grudniu. Z racji dalszego wychładzania się wód, długo pozostająca wolną od lodu powierzchnia mórz zaczęła szybko zamarzać. 

 

Powierzchnia lodu morskiego na Morzu Barentsa i Karskim w 2021 roku w zestawieniu ze zmianami w latach 2007-2020. NSIDC
* Przedstawione dane uwzględniają większy obszar arktycznych akwenów niż geograficzny. Obejmują część wód Basenu Arktycznego. Morze Barentsa ma 1,4 mln km².

 

Zamarzanie nie jest jednak równomierne. Ocieplający się klimat sprawia, że lodowate powietrze nie obejmuje całego regionu. Dodatkowo wir polarny był w tym sezonie słabszy niż w poprzednim, co kilkakrotnie oznaczało, że lokalne warunki atmosferyczne hamowały proces zamarzania. Występuje też zjawisko "atlantyfikacji" części Arktyki, co objawia się coraz częściej występującymi wysokimi temperaturami w atlantyckim sektorze, głównie nad Morzem Barentsa. Zmianie ulegają nie tylko temperatury, ale i wzorce pogodowe, przede wszystkim liczniejsze niż kiedyś sztormy. Mapa obok przedstawia aktualny rozkład odchyleń temperaturowych na półkuli północnej. Zatem mimo szybkiego wzrostu zlodzenia arktycznych wód, na Morzu Barentsa i Karskim ponownie zaczynają padać rekordy powierzchni lodu.

 

Pokrywa lodowa w Basenie Arktycznym od strony Oceanu Atlantyckiego w dniach 8-10 stycznia 2021 roku. Sentinel-1 AB, Sea Ice Denmark

Morze Karskie w dniach 8-10 stycznia 2021 roku. Sentinel-1 AB, Sea Ice Denmark

Podsumowując, warunki dla zamarzanie nie są wcale dobre. Większość udziału zamarzania dotyczy Morza Beringa i Ochockiego. Zwłaszcza Ochockiego, które leży poza Oceanem Arktycznym, lód na tym akwenie znika latem co roku. Problem stanowi Morze Barentsa, którego północną granicą jest Basen Arktyczny- centrum czapy polarnej. Ten niewielkiej powierzchni, pokruszony lód łatwo się stopi latem. Jego niewielka powierzchnia sprawia, że ciepłe wody Atlantyku mogą penetrować Arktykę, spowalniając w o tej porze roku przyrost grubości paku lodowego. Problem powinien być niwelowany przez ujemną obecnie oscylację arktyczną, dzięki czemu lód morski nie będzie wynoszony przez wiatry do cieśniny Fram. Wir polarny rozpadł się, ale na razie przez najbliższe dni warunki dla zamarzania arktycznych wód i przyrostu lodu mają być w miarę dobre. Ale potem sytuacja może się zmienić.

 

 

Zobacz także:

• Zamarzanie wyszło na prostą, ale nie na długo, środa, 23 grudnia 2020 W tym miesiącu podobnie jak rok temu o tej porze warunki dla zamarzania arktycznych wód były dobre. Problem w tym, że niewiele to pomogło.
• Zamarzanie powoli wychodzi na prostą, piątek, 11 grudnia 2020 

 

PIOMAS (grudzień 2020) - powtórka z poprzedniego sezonu

Dane z modelu Pan-Arctic Ice Ocean Modeling and Assimilation System (PIOMAS) na grudzień 2020 pokazują, że przyspieszenia tempa przyrostu lodu w minionym miesiącu nie pozwoliło na ustanowienie nowego rekordu.

Objętość lodu w Arktyce w 2020 roku względem wartości z ostatnich lat i średniej 1979-2001. PIOMAS

To zasługa warunków atmosferycznych, za którymi stał wir polarny. Warunki atmosferyczne w tym temperatury były w zarówno w listopadzie jak w grudniu zgoła inne od tych z 2016 roku. Wtedy to, pod koniec roku padały rekordy ilości arktycznego lodu morskiego. Z racji zaistniałej sytuacji barycznej w Arktyce (ujemna oscylacja arktyczna) zmniejszony był eksport lodu, co pomogło wzmocnić przyrost. Mimo tego faktu stan pokrywy lodowej na Oceanie Arktycznym na tle nawet ostatnich kilku lat jest w dalszym ciągu zły. Na koniec grudnia 2020 objętość lodu wyniosła 13 901 km³, jest to druga najmniejsza w historii pomiarów wartość. Animacja obok (kliknij, aby powiększyć, pokazuje, że stopień wzrostu powierzchni lodu powyżej 2 metrów był niewielki. Istotny udział tyczył się lodu akwenów zewnętrznych, a więc tych, które w okresie letnim uwalniają się od niego.

 

Grubość arktycznego lodu morskiego dla 30 grudnia w latach 2007-2020.

Różnice względem ostatnich lat nie są oczywiście duże, są niewielkie. Ale im dalej w przeszłość, tym różnice stają się wyraźniejsze. W latach 2007-2015 powierzchnia lodu o określonej grubości była wyraźnie większa niż po 2015 roku. Lod o grubości 3 metrów i większej prawie już nie istnieje. Dziś dominuje pak lodu o grubości 1,5 metra. Zestawienie map obok przedstawia różnice w grubości pokrywy lodowej na koniec grudnia względem 2012, 2016, 2018 i 2019 roku. Czerwone odcienie oznaczają, że w danym roku lód był grubszy niż obecnie, niebieskie, że był cieńszy. 

Grubość lodu morskiego w grudniu 2020 roku i jej odchylenia w stosunku do średniej 1981-2010. PIOMAS/Zachary Labe

 
Koniec 2020 roku niewiele zmienia, szczególnie gdy spojrzy się na letnie topnienie. Poprzedni sezon był podobny, warunki dla zamarzania wręcz znakomite. Na tle średniej wieloletniej, co pokazuje powyższa mapa, miejsc od ponadprzeciętnej grubości jest bardzo mało.
 

Na tej tabeli przedstawiona jest dokładna rozpiska objętości lodu na 31 grudnia. W różowych kolumnach przedstawione są różnice względem poprzednich lat i średnich dekadowych, także ich procentowe wartości. Wir polarny, który był słabszy niż w zeszłym sezonie pomógł, choć wiele nie zmienił. Jest całkiem spora różnica względem 2016 roku, ale ten rok był inny pod względem warunków dla przyrostu lodu. Ilość lodu jest taka sama jak w 2012 roku, po wielkich roztopach, jakie miały miejsce latem. Tempo przyrostu lodu, co pokazuje wykres obok jest imponujące, ale potem doszło do spowolnienia. Zmiany powierzchni lodu z początku stycznia tego roku, oraz temperatury, które w dalszym ciągu są wyższe od średniej, pokazują, że sezon zamarzania 2020/21 nic nie da. 

 

Zmiany objętości lodu morskiego w akwenach okalających Basen Arktyczny w 2020 roku w zestawieniu ze zmianami z lat 2005-2019.

 

Należy też zwrócić uwagę na to, że niemal całość udziału wzrostu ilości lodu dotyczyła akwenów okalających Basen Arktyczny. Takie akweny jak Morze Wschodniosyberyjskie czy Karskie uwalniają się od lodu już w lipcu. Beauforta nie zawsze, ale i tak większość akwenu w ostatnich latach była pod koniec lata wolna do lodu. Zmiany w Basenie Arktycznym nie wykazały przyspieszenia, nawet nieco spowolniły. 

 

Zmiany średniej miesięcznej ilości lodu morskiego w Arktyce dla grudnia w latach 1979-2020. Dane PIOMAS

W ciągu niecałego półwiecza ilość lodu morskiego w przypadku grudnia znacznie spadła, jest niema dwa razy mniejsza niż w latach 80. XX wieku. Średnia objętość dla grudnia 2020 wyniosła niecałe 12 tys. km³, około 5 tys. km³ mniej niż na początku tego wieku. W ciągu ostatnich lat tempo spadku spowolniło, ale w kolejnych latach może dojść do ponownego przyspieszenia. 

 

Biorąc pod uwagę prognozy (choć bardzo niepewne) na lato 2021, należy mieć za pewnik, że w najbliższych latach padnie seria rekordów objętości i powierzchni lodu morskiego w Arktyce.   

Zobacz także:

• PIOMAS (listopad 2020) - iluzja szybkiego zamarzania, poniedziałek, 7 grudnia 2020  Raport na listopad 2020 z danych modelu Pan-Arctic Ice Ocean Modeling and Assimilation System (PIOMAS) nie pozostawia złudzeń co do szybkiego tempa zamarzania Oceanu Arktycznego.
• PIOMAS (październik 2020) - rekord pobity miesiąc później, sobota, 7 listopada 2020