Sytuacja w Arktyce się układa, ale nadchodzą zmiany

Pokrywa lodowa Oceanu Arktycznego rozrasta się bez żadnych przeszkód. Tym razem jesień w Arktyce, przynajmniej na razie jest niezwykle łaskawa dla Arktyki. Stabilny wyż baryczny przynosi rezultaty - ciepło z powodu braku chmur ucieka w wyższe warstwy atmosfery, temperatura spada, i Ocean Arktyczny zaczyna konsekwentnie zamarzać. Czy jednak ta dobra passa będzie trwać długo?

Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2017 roku w zestawieniu z okresem 2007-2016. JAXA

Dane Japońskiej Agencji Kosmicznej pokazują, że rozrost przynajmniej pod kątem zasięgu i powierzchni lodu morskiego zachodzi bez zakłóceń. Możliwe że prędzej czy później przełoży się to także na ilość lodu. Przynajmniej na razie możemy stwierdzić, że ilość lodu jednorocznego rośnie. Przyrost lodu jest na tyle silny, że już teraz jego zasięg jest o 0,74 mln km² większy niż rok temu. Obok wykresu przedstawiona jest rozpiska dla poszczególnych lat. To dobra informacja, ale i tak sytuacja nie wróci do czasu sprzed 2007 roku. Mapa obok (kliknij, aby powiększyć) przedstawia zasięg lodu w zestawieniu ze średnią z lat 80. XX wieku. W tamtych czasach Ocean Arktyczny był już niemal całkowicie zamarznięty.

 Temperatury i ciśnienie atmosferyczne w Arktyce 13 października 2017 roku o godzinie 12:00 UTC. Earthnet

Obecna sytuacja w Arktyce nie jest przejawem żadnej pauzy w ocieplającym się klimacie - w Hiszpanii lato jest w pełni, także w Polsce dojdzie do ocieplenia, a Kalifornia zmaga się z pożarami lasów i zarośli. Obecna sytuacja w Arktyce to wynik zmienności pogodowej. W Arktyce uformował się dość mocny ośrodek wysokiego ciśnienia, który podtrzymuje dobrą passę z ostatniej dekady września. 

 Prognozowane warunki pogodowe w Arktyce dla 14 i 16 października 2017. Tropical Tidbits

Jednak ta wyśmienita sytuacja nie potrwa długo. Nic nie trwa wiecznie, pogoda ulegnie zmianie. Wyż który był łaskawy, stanie się przekleństwem, bo zmieni swoje położenie i przy pomocy atlantyckich niżów barycznych, będzie zaciągać ciepłe i przeważnie wilgotne powietrze nad Ocean Arktyczny.

 Prognozowane odchylenia temperatur od średniej 1979-2000 w Arktyce dla 14 i 16 października 2017 roku. Climate Reanalyzer

Oczywiście będzie to oznaczać wzrost temperatur, co ilustrują powyższe mapy. Całościowo w Arktyce odchylenia nie będą porażająco wysokie, ale jeśli wyodrębnimy Ocean Arktyczny od lądu, to wartości te będą bardzo wysokie. Odchylenie może sięgnąć nawet 3,5^oC dla całego Oceanu Arktycznego. W pasie ciągnącym się przez Ocean Arktyczny wartości te będą jeszcze wyższe - odchylenie sięgnie 10 a nawet miejscami 15^oC. 

Teraz nad Oceanem Arktycznym jest na ogół -15^oC, ale za parę dni temperatury wzrosną. Powstanie pas powietrza o temperaturze około -2^oC, miejscami temperatura wyniesie -1^oC. Odwilży się nie przewiduje, ale ta zmiana pogodowa może uruchomić kolejne - negatywne zmiany.

Zobacz także:

• Sytuacja w Arktyce zaczyna się poprawiać, poniedziałek, 9 października 2017 Pokrywa lodowa Oceanu Arktycznego w październiku tego roku rozrasta się dość szybko. Dlaczego tak się dzieje, skoro klimat się ociepla? Odpowiedź jest banalnie prosta - to pogoda, a dokładnie jej zmienność.
• Arctic News - Piekło po zachodzie Słońca, sobota, 15 października 2016 

Sytuacja w Arktyce zaczyna się poprawiać

Pokrywa lodowa Oceanu Arktycznego w październiku tego roku rozrasta się dość szybko. Dlaczego tak się dzieje, skoro klimat się ociepla? Odpowiedź jest banalnie prosta - to pogoda, a dokładnie jej zmienność. Tym razem nie ma takiej sytuacji jak rok temu. Wtedy miały miejsce bardzo silne napływy ciepła nad Ocean Arktyczny, teraz tak się nie dzieje. Panują inne warunki pogodowe i takie mają prawo panować, bo jest to zmienność pogodowa.

 Warunki pogodowe w Arktyce 6 października 2017 roku. Tropical Tidbits

Powyższa ilustracja pokazuje sytuację meteorologiczną w Arktyce 6 października. Układy baryczne są tak ustawione, że nie ma możliwości, by nad Ocean Arktyczny docierało ciepło. Szczególnie chodzi tu o ciepło znad Oceanu Atlantyckiego i Spokojnego. Między 5 a 9 października w okolicy półwyspu Tajmyr krążyły niże baryczne, które zaciągały mroźne powietrze z południa. Dlaczego mroźne? Bo półwysep Tajmyr i spora część Syberii szybko się wychładza. Do tego dochodzi sytuacja z prądem strumieniowym. Wbrew pozorom w Arktyce nie jest zimno, jest średnio 2 do nawet 3^oC cieplej niż być powinno. To mniejsze niż rok temu anomalie, ale i tak bardzo wysokie - woda, która kiedyś była pokryta lodem, a w tych czasach nie jest, oddaje ciepło.

Do tego dochodzi wyż znad Basenu Arktycznego, który wpuszczał nieco ciepła nad Morze Beauforta, ale przeciągał zimno nad Ocean Atlantycki - rejon Svalbardu i Ziemi Franciszka Józefa, dzięki czemu rosnąć zaczął tam lód. W takiej sytuacji powierzchnia wody szybko się wychładza, a w końcu mamy noc polarną. Czapa polarna to bufor zimna, więc takie sytuacje będą się zdarzać tak długo, jak długo będzie istnieć lód, a wiatr skądś wiać musi i nie może wiecznie wiać tylko znad Atlantycku, czy wciąż jeszcze ciepłej zachodniej Rosji.

 Zasięg lodu morskiego w 2017 roku względem ostatnich lat (pierwszy wykres) i powierzchnia (drugi wykres). NSIDC, Dane NSIDC, wykres Nico Sun

Efekt pokazują wykres, lód rośnie. Zwiększa się zasięg i powierzchnia zlodzenia. A to że lód szybko się rozrasta, to efekt tego, że za dużo się go roztopiło latem. Uwolniły się latem od lodu miejsca, które nie powinny się uwolnić - to obszary leżące daleko na północ, gdzie Słońce przy końcu września już się nie pokazuje, lub świeci naprawdę nisko.  

 Prognozowane warunki pagodowe w Arktyce dla 10 i 12 października 2017 roku. Tropical Tidbits

Sytuacja w Arktyce rysuje się dobrze. W końcu jakieś pozytywne informacje. Przynajmniej na razie. Prognozy na najbliższe dni wskazują na solidny wyż, a to o tej porze roku coś pożądanego. Ale to może być koniec dobrych informacji. Model pokazuje dwa potężne niże. Nie uderzą one w Ocean Arktyczny, ale mogą podesłać sporą ilość ciepła znad ciepłych wód spoza Arktyki. Oczywiście to już wybieganie poza czterodniową prognozę, więc nie należy tu spekulować, co będzie później. Na razie sytuacja w Arktyce się poprawia. Co będzie za dwa tygodnie czy miesiąc, tego nikt nie wie. Pogody nie da się przewidzieć na tydzień, ale da się za to opracować prognozy zmiany klimatu w przyszłości, przynajmniej do pewnego stopnia.

 

PIOMAS - (wrzesień 2017) - ocalenie II

Chłodne lato w tym roku sprawiło, że tempo topnienia lodu nie było szybkie. Brak warunków atmosferycznych sprzyjających topnieniu, przełożył się także na sytuację we wrześniu. Być może dzięki temu w kolejnych miesiącach czapa polarna odzyska część utraconego w ostatnich latach lodu, do następnego sezonu topnienia.

Objętość lodu w Arktyce w 2017 roku względem wartości z ostatnich lat i średniej 1979-2016. PIOMAS\

11 września miała miejsce najmniejsza objętość lodu w 2017 roku - 4539 km³ - czwarta najmniejsza w historii pomiarów. Na drugim miejscu znajduje się rok 2011, potem 2016 i 2012 - rekordzista - 3673 km³. Po 11 września lód zaczął przyrastać, ale między 18 a 22 września doszło do niewielkiego spadku, potem lód zaczął przyrastać ponownie osiągając na koniec miesiąca 5035 km³ - także czwarte miejsce. Chmury ocaliły sytuację, to szczęście w nieszczęściu, bo objętość lodu jest wciąż bardzo mała - tylko 200 km³ większa o 2016 roku. Mogła być większa, gdyby nie topnienie w dniach 18-22 września. Objętość zeszła wtedy z 4722 km³ do 4684 km³. Wykres obok przedstawia wyszczególnienia dla ostatnich lat. Na dzień dzisiejszy można powiedzieć, że jest szansa, że lód nieco się odbuduje. Czyli 31 października różnica być może wzrośnie o 100 może nawet 200 km³. To będzie zależało od pogody. Dane dotyczące powierzchni pokazują spadek na samym początku miesiąca. Ale to na razie początek miesiąca. 

 Grubość lodu morskiego Arktyki 30 września 2017 i anomalie grubości w stosunku do średniej 1981-2010. PIOMAS, Zack Labe

 

Przed rokiem 2010 ilość lodu w Arktyce była wyraźnie większa. Dlatego też nigdzie nie ma obszarów z pokrywą lodową grubszą niż wynosi to średnia 1981-2010. Gruby na 3-4 metry lód niemal całkowicie zniknął, pozostał jedynie lód cienki na 1-2 metry. Być może w marcu obszar lodu grubego na 3-4 metry się powiększy, ale nie będą to raczej duże zmiany - niczego one nie wniosą.

 Grubość arktycznego lodu morskiego w 2017 roku w stosunku do okresu 2004-2016 i średnich wartości z lat 80. i 90. XX wieku. PIOMAS

Grubość lodu jest praktycznie taka sama jak rok temu, nawet mniejsza niż w 2012 roku. Niemal taka sama jak w 2010 roku, ale to dlatego, że wtedy doszło do potężnych roztopów między biegunem północnym a półwyspem Tajmyr. Powierzchnia nie uległa znaczącym zmianom, ale grubość lodu miejscami spadła do kilkunastu centymetrów.

Trend spadkowy i odchylenia spadku/wzrostu ilości arktycznego lodu morskiego.

Biorąc pod uwagę wrzesień 2017, tempo utraty lodu morskiego wynosi obecnie 3,1 tys. km³ na dekadę. W przyszłości tempo to może przyspieszyć.

Spadek ilości lodu w Arktyce dla września w latach 1979-2017 i ekstrapolacja trendu do 2031 roku. Dane PIOMAS

Średnia objętość lodu we wrześniu tego roku wyniosła niespełna 4700 km³. To prawie trzy czwarte mniej niż w latach 1979-1980. Dwie trzecie mniej niż w latach 80. XX wieku, 58% mniej niż średnia z okresu 1979-2016. Tegoroczny przyrost o około 200 km³ jest bez znaczenia. Nijak ma się to do 2013 i 2014 roku. 

Jeśli weźmiemy pod uwagę dodatnie sprzężenia zwrotne, ale też efekt działania chmur, wynikający z nadmiernych roztopów, to pokrywa lodowa zniknie nieodległej przyszłości. Zero totalne nastąpi w 2030 lub 2031. Zero totalne, czyli dane pokazują na wykresie "zero". Oznacza to, że sensory z satelity mierzącej powierzchnię i zasięg nie wykryły, nie uwzględniły niewielkich obszarów kry lodowej, mającej nie więcej ja 10-15 cm grubości. Ale za zanik czapy polarnej należy uznać spadek zasięgu lodu do 1 mln km², powierzchni poniżej tej wartości. To wtedy nie będzie już czapa polarna, a kra lodowa i wąski pas lodu wzdłuż wybrzeży Grenlandii. To będzie wciąż bufor zimna, ale nie taki jak przy obecnej powierzchni niespełna 4 mln km². Tak czy inaczej koniec czapy polarnej to kwestia lat, ewentualnie kilkunastu lat, a nie dekad.

Zobacz także:

• PIOMAS - (sierpień 2017) - ocalenie, środa, 6 września 2017 Długie tygodnie "solidnej pracy" ośrodków niskiego ciśnienia, oznaczających z reguły całkowite zachmurzenie przyniosło efekt - czapa polarna została ocalona. Ma to jednak swoją pewną cenę, która będzie wracać w kolejnych okresach zimowych. Tą ceną są wysokie anomalie termiczne i znacznie większa niż kiedyś ilość pary wodnej. Obserwuje się coraz większą liczbę sztormów nad Oceanem Arktycznym lub tuż przy jego granicy - pogody typowej dla północnego Atlantyku.

Arctic News - historia z jesieni i zimy 2016 może się powtórzyć

Patrząc nad dane dotyczące zasięgu i powierzchni lodu morskiego wydaje się, że początek sezonu zamarzania jest jak najbardziej normalny. Ale czy na pewno tak jest? Przede wszystkim rosną anomalie temperatury, który jest teraz przekraczają 2^oC. Źle wygląda także sytuacja dotycząca grubości lodu. Pozostaje też kwestia dalszego rozwoju sytuacji - to że teraz powierzchnia i zasięg lodu dość szybko rosną, nie znaczy, że tak będzie w następnych dniach i tygodniach.

Zobacz mapę koncentracji arktycznego lodu morskiego w kolorowej wersji. 

 Zasięg i koncentracja arktycznego lodu morskiego. AMSR2, Uni Bremen

Ze zdjęć satelitarnych wynika, że Przejście Północno-Wschodnie pozostaje w dalszym ciągu otwarte. Cały czas istnieje rozległy obszar wolny od lodu, ciągnący się pierścieniem od Morza Beauforta po Karskie. Koncentracja lodu wzrosła, co przełożyło się na wzrost powierzchni. Przyczyną jest wyciszenie pogody. Nie ma sztormu, a temperatura we wnętrzu Arktyki spada miejscami do -10^oC, dzięki czemu ubytki w czapie polarnej pokryły się świeżą warstwą lodu. Koncentracja lodu przynajmniej na razie jest taka, jaka być powinna. Jeśli jednak przyjrzymy się zdjęciom satelitarnym, to zobaczymy, że stan lodu nie wygląda zbyt dobrze. W trakcie działania sztormu lód wycofywał się po stronie Oceanu Spokojnego, potem zaczął zwiększać swoje rozmiary. Z kolei po stronie Oceanu Atlantyckiego zmiany są bardzo słabe. Początkowo lód w trzeciej dekadzie września zwiększał tam nieco swój zasięg, ale po 24 września zaczął się nawet wycofywać. Animacja obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje zmiany, jakie zaszły między 19 a 29 września. 

Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2017 roku względem 2012 i wyszczególnienie dla okresu 2007-2016 NSIDC

Przez 9 dni zasięg lodu wzrósł o 0,3 mln km², tak więc tempo przyrostu lodu nie było zbyt szybkie. Duży wzrost nastąpił 26 września o 0,1 mln km². Zasięg lodu morskiego jest aktualnie taki jak w 2016 i 2010. Przez 9 dni rozmiary czapy polarnej zwiększyły się o 0,3 mln km², tak więc tempo przyrostu lodu nie było zbyt szybkie. Duży wzrost nastąpił 26 września o 0,1 mln km². Zasięg lodu morskiego jest aktualnie taki jak w 2016 i 2010. Jest znacznie większy niż w 2007 i 2012 roku. W przypadku 2012 roku to aż 1,2 mln km². Jednocześnie duża różnica jest w przypadku średniej 1981-2010 - obecny zasięg lodu jest o blisko 1,8 mln km² mniejszy. Mapa obok przedstawia aktualny obszar, jaki zajmuje czapa polarna w zestawieniu ze średnią wieloletnią. 

Zasięg lodu morskiego w 2017 roku w stosunku do ostatnich lat. JAXA

Dane Japońskiej Agencji Kosmicznej, że obszar lodu w Arktyce jest praktycznie taki sam, jak rok temu. Niewielkie różnice występują względem 2015 roku. Warto też zwrócić uwagę na średnie z trzech dekad, jakie podaje JAXA. Nawet w przypadku średniej z początku tego wieku różnica sięga blisko miliona kilometrów kwadratowych. Mapa JAXA pokazuje obecny zasięg lodu w zestawieniu ze średnią z lat 80. XX wieku. Wtedy czapa polarna wypełniała niemal cały Ocean Arktyczny. Zmiany roczne były o wiele bardziej subtelne niż dziś.

Powierzchnia lodu morskiego w 2017 roku względem wybranych lat. Dane NSIDC, wykres Nico Sun

Powierzchnia lodu dość mocno wzrosła, ale duży udział w tym miał brak sztormu, który naruszył wtedy czapę polarną. Kiedy pogoda się uspokoiła, wolne od lodu ubytki zaczęły zamarzać. Trzeba jednak wziąć pod uwagę to, że w obecnej sytuacji taka zmiana nie oznacza w żadnym razie powrotu do normalności. Duży przyrost oznacza, że jedna forma energii w szybkim czasie zmienia się w inną. Nie jest wykluczone, że w kolejnych dniach może dojść do spadku lub w najlepszym razie zahamowania wzrostu powierzchni lodu.

Odchylenie temperatur od średniej 1981-2010 na półkuli północnej w okresie 15-28 września dla 2007, 2012 i 2016 roku. NOAA/ESRL

Jeśli chodzi o połowę września, kiedy kończy się sezon topnienia i zaczyna zamarzania, lata 2007, 2012 i 2016 były w Arktyce bardzo ciepłe. Było to związane z topnieniem lodu. Pokazuje to powyższe zestawienie map. Spore połacie Oceanu Arktycznego zostały zastąpione wodą o temperaturze około zera stopni, a nie lodem, którego powierzchnia wynosi wtedy od około -5 do -10^oC.

Odchylenie temperatur od średniej 1981-2010 na półkuli północnej w okresie 15-28 września w 2017 roku. NOAA/ESRL

Ten rok nie odbiega znacząco od swych poprzedników, kiedy padały rekordy topnienia lodu. Odchylenie termiczne jest wysokie. W chwili obecnej anomalia termiczna przekracza 2^oC nad Oceanem Arktycznym względem średniej 1981-2010. Układy baryczne są tak ustawione, że do Arktyki dostaje się ciepło znad Oceanu Atlantyckiego. 28-29 września doszło do dość sporej adwekcji ciepła. Na północ od Svalbardu temperatura sięgała nawet 2^oC.

Anomalie termiczne powierzchni arktycznych wód 18-19 września dla 2013, 2016 i 2017 roku. DMI

Odchylenia temperatur powierzchni wód arktycznych są w tym roku prawie tak duże jak rok temu. Ten rok, jak i poprzedni znacznie przewyższa 2013 i 2014, kiedy sezon topnienia wyglądał dość blado. Anomalie termicznie nie spadają, jak pokazuje animacja. Powodem jest to, że nie nagrzewa się woda, bo ta się już ochładza - tylko fakt, że woda ta powinna już mieć -1,7^oC, a nie ma. Temperatura sięga nawet +2^oC. Taka temperatura oznacza, że lód nie pojawi się od razu. Kiedy wolny od lodu obszar zamarznie, uwolni się mnóstwo energii. Wtedy wzrosną anomalie temperatur atmosfery nad Arktyką, co już się obserwuje, bo ocean zaczyna zamarzać.

Grubość lodu morskiego w latach: 2012, 2016 i 2017 dla 29 września. Naval Research Laboratory, HYCOM

O ile zasięg lodu rośnie i tak samo powierzchnia, to grubość czapy polarnej nie wygląda najlepiej. Wystarczy spojrzeć na obszar jaki zajmuje lód powyżej 3 metrów dziś, a jaki był w 2012 roku. I po raz kolejny zadajemy pytanie: Jak wyglądałaby czapa polarna Arktyki we wrześniu, gdyby warunki atmosferyczne były takie jak 2007 i 2012 roku? Co więcej, zmiany grubości lodu wyglądają fatalnie. Sztorm spowodował topnienie lodu. Teraz ciepło atlantyckie uniemożliwia zwiększania się miąższości lodu, lub proces ten jest bardzo powolny. Powiększenie animacji w osobnym oknie, pokazuje wyraźne zmiany. Ciepło z Oceanu Atlantyckiego może dostawać się pod lód i utrudnia zwiększanie grubości lodu. Nie obserwujemy tu efektu podobnego do tego z 2013 i 2014 roku. Te czasy mogły już minąć. Po prostu ilość ciepła w takiej czy innej postaci jest zbyt duża.

Zmiany grubości lodu morskiego na Morzu Beauforta i regionach sąsiednich w dniach 19-29 września 2017. Naval Research Laboratory, HYCOM

Możemy też spojrzeć na zmiany w dokładniejszej animacji skupiającej się na Morzu Beauforta. Zmiany są porażając - lód nie zwiększał swojej grubości w trzeciej dekadzie września. Oczywiście kolejne dni i tygodnie w październiku i potem w listopadzie pokażą, co będzie się działo. Ale już teraz perspektywy te nie wyglądają dobrze i nie wróżą dobrze na przyszłość. 

Pokrywa lodowa Oceanu Arktycznego między biegunem północnym a Ziemią Franciszka Józefa 29 września 2017. Sea Ice Denmark

 Pokrywa lodowa na Oceanie Arktycznym 29 września 2017 roku. NASA Worldview

Dokładnie zdjęcia satelitarne, przede wszystkim NASA, pokazują, że stan lodu morskiego nie wygląda najlepiej. Jak widać na zdjęciu (kliknij na link źródłowy, aby zobaczyć w dużej rozdzielczości) wciąż występuje kra lodowa i liczne spękania. To świadczy, że lód jest bardzo cienki. Zdjęcie obok pokazuje położenie obszaru w Arktyce przedstawionego na powyższym zdjęciu. 

Dalsze perspektywy są trudne do przewidzenia. Nie wiadomo jak zachowa się pogoda. W sytuacji dużych zmian w Arktyce trudno je w ogóle przewidzieć co się stanie w ciągu najbliższych miesięcy. Pewne jest tylko to, że w nieodległej przyszłości pokrywa lodowa w Arktyce stopi się latem całkowicie. 

Zobacz także:

• Arctic News - koniec topnienia 2017, wtorek, 19 września 2017 Topnienie pokrywy lodowej na Oceanie Arktycznym zakończyło się. Raport NSIDC powinien pojawić się niedługo. Z danych wynika, że zasięg lodu rośnie, ale na razie mówimy tu jeszcze o stagnacji, bo między 13 a 18 września nastąpił przyrost tylko o 50 tys. km². 
• Arctic News - topnienie lodu w Arktyce wciąż trwa, niedziela, 10 września 2017