piątek, 12 kwietnia 2019

Złe przeczucia - rekordowe roztopy w Arktyce mogą już być zaklepane

Warunki pogodowe w Arktyce uległy zmianie, nad Ocean Arktyczny nie docierają już masy ciepłego powietrza znad Pacyfiku. Dzięki czemu doszło do spowolnienia tempa topnienia lodu. Spowolnienie nie było pewne, ale stało się faktem, z drugiej strony na niewiele się zdało i prawdopodobnie może nic nie dać Szczególnie gdy spojrzymy na perspektywę długoterminową. Mapa obok pokazuje aktualny zasięg lodu morskiego w zestawieniu ze średnią lat 80. XX wieku.


  Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2019 roku względem lat 2006-2018 i średnich dekadowych. JAXA

Mimo iż tempo spadku zasięgu lodu zwolniło, to obszar zajmowany przez lód wciąż pozostaje w rekordowych wartościach. Według danych JAXA zasięg lodu morskiego wynosi obecnie 13 mln km2 - rekordowe wartości utrzymują się od 30 marca. 

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

Podobnie jest w przypadku powierzchni. W obu przypadkach spowolnienie musiałoby się utrzymać do 15-17 kwietnia, by czapa polarna przestałaby rekordowo małą, jeśli chodzi oczywiście o zasięg/powierzchnię. Ale spowolnienie nie jest pewne. Ciepło nad Ocean Arktyczny nie będzie już płynąć tak jak pod koniec marca, ale nie znaczy to, że będzie tam zimno i temperatury nie będą rosnąć. Nawet jeśli, to i tak dotychczasowe zmiany narobiły już niemałych szkód. Mapa obok przedstawia anomalie powierzchni lodu względem średniej 2007-2016. 


Zmiany objętości lodu morskiego w 2019 roku względem lat poprzednich. DMI

Oficjalnych danych PIOMAS nie ma, ale można sobie pozwolić na spekulacje na podstawie danych przedstawianych codzienne. Wykres DMI pokazuje, że maksimum objętości lodu mogło naprawdę paść w marcu. Jeśli nie, to różnica i tak będzie marginalna. Wykres kończy się 11 kwietnia, średnio rzecz biorąc maksimum wypada 16-22 kwietnia. Tak więc sytuacja może się zmienić, ale i tak już teraz możemy mówić o precedensie. To pierwsza przesłanka, by mówić w długoterminowej perspektywie o możliwym agresywnym topnieniu. To co przemawia przeciw, to wzrost ilości wilgoci z powodu ponownie małej przestrzeni, jaką zajmuje lód w Arktyce. Być może ujemne sprzężenie zwrotne chmur zadziała latem.

Zmiany zasięgu pokrywy śnieżnej w tym roku ze zestawieniu z 2012 (rekordowe topnienie) dla regionów. Dane NSIDC, wykres Nico Sun

To co budzi obawy, to temperatury i związane z nimi topnienie pokrywy śnieżnej. Powierzchnia pokrywy śnieżnej w tym roku wygląda ciut lepiej niż w 2012 roku, ale ciut. O ile na razie w Ameryce Północnej jest śniegu więcej, bo mają tam miejsce potężne burze śnieżne, to w Europie jest go zdecydowanie mniej, a w Azji, a więc na Syberii śnieg zajmuje zbliżony obszar do tego z 2012 roku. Mapa obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje odchylenia powierzchni pokrywy śnieżnej. Bomby cyklonowe w USA odcisnęły krótkoterminowe piętno, na mapie widzimy niebieski obszar. Ten śnieg za kilka dni zniknie. To co ważniejsze, to mała jego powierzchnia w zachodniej Kanadzie. Tam już ciepło uwija sobie gniazdo.  

Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 na półkuli północnej w dniach 21 marca - 9 kwietnia dla 2012 i 2019 roku. NOAA/ESRL

I kolejna mapa będąca uzupełnieniem danych o śniegu i zasięgu lodu. Jak widzimy, ten rok wyrobił sobie dobrą, nawet lepszą niż w 2012 roku pozycję startową dla letniego topnienia. Pierwsze dwa tygodnie wiosny, dnia polarnego były cieplejsze niż wtedy. Owszem, jak wyżej wspomniano, zbyt wysokie temperatury i szybkie topnienie na początku może wywołać efekt odwrotny do zamierzonego - ujemne sprzężenie zwrotne chmur w okresie letnim.  Ale czy na pewno? Tego nie wiemy, wiemy za to, że w ciągu najbliższych dziesięciu dni dzienne temperatury będą rosnąć i będą wysokie (mapa obok). M.in. w USA, gdzie śnieg szybko będzie znikał.
Morze Beringa po lewej i Czukockie po prawej 11 kwietnia 2019 roku. NASA Worldview

Mamy więc dwie przeciwne prognozy. Z jednej strony duża ilość chmur może spowolnić topnienie za kilka tygodni z powodu tego co się działo ostatnio. Z drugiej strony, to co się działo i to jak wygląda teraz lód może wywołać ekstremalne topnienie latem. Powtórka 2012 nie jest wykluczona, zwłaszcza, że sporo już czasu minęło.

Zobacz także:

niedziela, 7 kwietnia 2019

Spowolnienie jest niepewne - katastrofalna sytuacja w Arktyce

Fale napływającego ostatnio ciepła nad obszar Oceanu Arktycznego nakręciły topnienie na bezprecedensową skalę. Pomiary pokazują, że przekroczona została kolejna granica, kolejny kamień milowy na drodze do świata bez czapy polarnej na biegunie północnym.

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

To co się teraz dzieje, dzieje się na dużo większą skalę niż wcześniej. Sytuacja znów robi się katastrofalna. Warunki pogodowe się zmieniły, do Arktyki ciepło nie płynie z taką intensywnością jak kilka dni temu, ale wciąż jest cieplej niż być powinno. Pokrywa lodowa wycofuje się bez żadnych przeszkód, co pokazuje wykres JAXA. Mamy 13,01 mln km2 wobec 13,38-13,4 mln km2 z lat 2017-2018 - lat, które dla tej pory roku były rekordowe. A spowolnienie spadku tempa wycofywania się lodu morskiego nie jest pewne.

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

Lód ewidentnie się topi, nie wchodzi tu w grę działanie wiatru, który spycha pak lodowy zmniejszając zasięg (extent), a nie ruszając powierzchni (area). Po prostu temperatury rosną, temperatury wody i atmosfery, w skali roku, w skali lat. Nawet jeśli tempo topnienia spowolni w ciągu najbliższych dni, to nie na długo. Możliwe że nastąpi jakaś kilkudniowa pauza, ale patrząc na prognozy, to jest to mało możliwe. Jeśli już, to tylko na kilka dni. Mapa obok przedstawia anomalie powierzchni lodu względem średniej 2007-2016. 



 Sytuacja w Arktyce robi się katastrofalna, bo:

 Odchylenia temperatur od średniej 1958-2002 powierzchni arktycznych wód dla 6 kwietnia w roku 2014, 2017 i 2019. DMI

Temperatury powierzchni wód są wyższe niż kiedyś, rosną z roku na rok. Według NOAA temperatura Morza Czukockiego w sierpniu 2018 roku była blisko 3oC wyższa niż na początku lat 80. XX wieku, rośnie w tempie nawet 0,6oC na dekadę. Powyższe zestawienie map pokazuje, że temperatury w ciągu ostatnich wzrosły. Tu na szczególną uwagę zasługuje fakt ciepłego Morza Beringa. Za jego pośrednictwem z racji wzrostu jego temperatury topnienie może przyspieszyć. Jednocześnie też może nie dojść do przyrostu lodu z racji zmiany kierunku wiatru, bo woda jest za ciepła. A jeśli nawet, to cienki lód szybko zniknie kilkanaście dni później.

Ilość energii zmagazynowanej w oceanie w warstwie 0-700 m dla okresu 1957-2018. National Oceanographic Data Center (NODC).

Rośnie ilość magazynowanego w oceanach antropogenicznego ciepła z powodu rosnącej, wysokiej ilości CO2 w atmosferze. Ta sytuacja przekłada się potem na wysokie temperatury powierzchni wody i temperatury atmosfery. 93% procent globalnego ocieplenia zachodzi w oceanach, bo zajmują one 70% powierzchni Ziemi i mają pojemność cieplną. Nadchodzące w Polsce ochłodzenie to nie brak globalnego ocieplenia. Dopóki na północy jest lód, zimno będzie wędrować do nas. A co potem?



Grubość lodu morskiego w latach 2012-2019 dla 5 kwietnia. Naval Research Laboratory, Global HYCOM

Do tego sytuacja jest katastrofalna, bo grubość lodu jest mniejsza niż kilka-kilkanaście lat temu. Lód jest cienki, więc może łatwo się topić. Nie potrzeba już takiego samego wkładu ze strony pogody, by ociągnąć ten sam efekt. Ostatnie dni z dipolem arktycznym generalnie nie były imponujące. Były lata, np. 2012 rok, kiedy ten wzór ciśnienia osiągał taki kształt i utrzymywał się na tyle długo, że dziś wywołałby istne piekło. Obecnie dipol jest, ale jego układ nie jest idealny. 


Prognozowane warunki pogodowe w Arktyce dla 10 i 12 kwietnia 2019 roku. Tropical Tidbits

Prognoza pokazuje, że dodatni dipol się utrzyma, ale nie będzie on wzorcowy. Wzorcowy, to taki, kiedy wiatr wieje od Morza Beauforta i Czukockiego prost do Atlantyku z naciskiem na cieśninę Fram. Na mapach widzimy pewien chaos izobar. Miała miejsce taka sytuacja w tym roku, w marcu, ale nie były to jednostkowe przypadki, nie tak jak w 2007 czy 2012 roku. 

Prognozowane odchylenia temperatur od średniej 1979-2000 w Arktyce na 8-12 kwietnia 2019 roku. Climate Reanalyzer

Jak widzimy na animacji, ciepło do Arktyki będzie wciąż docierać. Tu i ówdzie. Szczególnie 10-12 kwietnia nad Morze Beringa i Czukockie. Tam lód będzie się topić. Silna fala oceanicznego ciepła dotrze nad Morze Karskie. Nie należy spodziewać się znaczącego spowolnienia tempa topnienia, a przynajmniej nie w skali większej niż 3-4 dni.

Zmiany zasięgu pokrywy śnieżnej na półkuli północnej w 2019 roku. Canadian Cryospheric Information Network

Ponadto bardzo szybko topi się śnieg. Wciąż jest go bardzo dużo, ale jego obszar kurczy się w szybkim tempie. Im szybciej się stopi, tym mocniej nagrzeje się ziemia, co otworzy drogę dla szybkich roztopów w Arktyce.

Morze Beringa 6 kwietnia 2019 roku. NASA Worldview

Sytuacja w Arktyce w ciągu miesiąca stała się katastrofalna. A jeszcze dwa, trzy miesiące temu trudno byłoby o tym mówić z powodu dość dobrego sezonu zamarzania. Szczególnie w listopadzie i grudniu.

Kra lodowa na Morzu Karskim 6 kwietnia 2019 roku. NASA Worldview

Owszem, mając doświadczenie z ostatnich trzech lat, może dojść do sytuacji w której latem pogoda w Arktye zepsuje się. Zawisną chmury, bo będzie za wilgotno od zbyt szybkich roztopów wiosną. Z drugiej strony, biorąc pod uwagę temperatury, wzrost ilość energii w oceanach, to chmury bedą musiały wtedy naprawdę stanąć na wysokości zadania.


Zobacz także:

  • Złe przeczucia - apokalipsa 2012 może wrócić, środa, 27 marca 2019  Czy ten rok w Arktyce będzie taki, jak 2012? Wtedy miało miejsce rekordowe topnienie czapy polarnej - 3,41 mln km2. W tym roku minie już siedem lat od tamtego wydarzenia. To dość długo, a od tego czasu temperatury na Ziemi wzrosły. Biorąc pod uwagę ostatnie trzy lata, to o 0,3oC, bardzo dużo.
  • Żądza zniszczenia, sobota, 23 kwietnia 2016 Przez cały kwiecień zasięg arktycznego lodu morskiego pozostaje na rekordowo niskim poziomie. Sprzyja temu rzecz jasna wysoka temperatura globalna, jak i ta w samej Arktyce. Złą sytuację potęgują ekstremalne zjawiska pogodowe, głównie potężne i rozległe sztormy, a ostatnio stabilne ośrodki wysokiego ciśnienia i stałe wiatry.






piątek, 5 kwietnia 2019

Marzec 2019 - nagłe przybycie wiosny do Arktyki

Po osiągnięciu marcowego maksimum, zasięg arktycznego lodu morskiego zaczął kurczyć się na tyle szybko, że pod koniec miesiąca osiągnął rekordowe wartości. Na Morzu Beringa po ustanowieniu kolejnych rekordów, lód zaczął przyrastać, ale w trzeciej dekadzie miesiąca nastąpił kolejny, gwałtowny spadek.

Średni zasięg arktycznej pokrywy lodowej w marcu 2019 roku. Fioletowa linia pokazuje średni zasięg lodu dla okresu 1981-2010 dla marca. Sea Ice Index - NSIDC

Zasięg arktycznego lodu morskiego w marcu wynosił średnio 14,55 mln km2 - to siódma najmniejsza w historii pomiarów wartość. Średnie zlodzenie w Arktyce było o 0,88 mln km2 mniejsze od średniej 1981-2010 i 0,26 mln km2 większe niż w rekordowym marcu 2017 roku.

Na początku ubiegłego miesiąca Morze Beringa było prawie wolne od lodu, potem nastąpił wzrost zlodzenia. Zamarzanie nie trwało długo, ponieważ w ostatnim tygodniu miesiąca lód zaczął szybko się kurczyć. Zwykle maksimum zlodzenia tego akwenu ma miejsce na przełomie marca i kwietnia. W tym roku maksimum wypadło pod koniec stycznia, kiedy to zasięg był 34,5% mniejszy od średniej wieloletniej. Zaistniała sytuacja przyspieszyła całościowy spadek zlodzenia w Arktyce, tak, że jeszcze przed 1 kwietniu padł rekord. Mapa obok pokazuje anomalie koncentracji lodu morskiego dla marca 2019 roku

 Zmiany zasięgu arktycznego lodu morskiego w 2018 i 2019 roku w stosunku do ostatnich lat i średniej 1981-2010.

W Arktyce szybko pojawiły się oznaki wiosny, zmiany, które zwykle widuje się parę tygodni później, w połowie kwietnia lub nawet pod koniec. Znaczne połacie lodu w Zatoce Św. Wawrzyńca i Morza Ochockiego zniknęły. Także na Morzu Barentsa doszło spadku. Dokładniejsze dane AMSR2 z Uniwersytetu w Bremie uchwyciły małe obszary wolne od lodu na Morzu Czukockim (u wybrzeży Alaski), Łaptiewów i Karskim. 

 Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 dla marca 2019 roku. Wartość anomalii na poziomie ciśnienia 925 hPa (750 m.n.p.m). NOAA/ESRL

Ogólnie warunki pogodowe w marcu cechowały się występowaniem niskiego ciśnienia i temperaturami powyżej średniej. Występowały dwa centra niskiego ciśnienia: nad Morzem Beringa i Barentsa. Niż baryczny nad Morzem Barentsa przyniósł zimne warunki w miejscu swego występowania, ale sprowadził też ciepło nad centralną część Oceanu Arktycznego. Temperatury nad większością Arktyki były powyżej średniej, za wyjątkiem atlantyckiego sektora Arktyki. Temperatury nad Morzem Beauforta, północno-wschodnią Alaską i północno-zachodnią Kanadą były nawet 10oC wyższe od średniej. Kilkakrotnie dochodziło do przebicia punktu odwilży. Sprzyjał temu system baryczny zwany dipolem, który przyczynił się do diametralnej zmiany warunków termicznych w Arktyce względem okresu jesienno-zimowego. 

Pozytywna oscylacja arktyczna
Ten schemat był w marcu przejawem trwałej pozytywnej oscylacji arktycznej (AO), która rozpoczęła się w drugim tygodniu lutego.  Pozytywna oscylacja arktyczna zimą sprzyja występowaniu we wrześniu małej ilości lodu. Jest to związane z układem wiatru (dipol arktyczny), a co za tym idzie dryfu lodu, szczególnie gdy ten dostaje się do cieśniny Fram i tam roztapia się. Jednak wraz z ogólnym spadkiem grubości pokrywy lodowej, związek między zimową fazą AO a wrześniowym zasięgiem lodu morskiego nie jest tak wyraźny jak kiedyś.

Średnie tempo spadku zasięgu lodu morskiego dla marca w latach 1979-2019.

Zmiana zasięgu lodu morskiego 1-31 marca była niewielka, co jest typowe dla tego miesiąca, kiedy ma miejsce maksimum.   Średnioroczne tempo spadku zlodzenia w trendzie wynosi dla marca 2019 41,7 tys. km2, a więc 2,7% na dekadę w stosunku do średniej 1981-2010. 


Śnieg na pokrywie lodowej Oceanu Arktycznego
 Zmiany rocznej ilości śniegu na powierzchni arktycznego lodu morskiego w latach 1981-2016. Dane pochodzą z dwóch różnych modeli: MERRA-2 i ECMWF.

Wraz z ogólną tendencją do późniejszego tworzenia się lodu, a potem do wcześniejszego topnienia, zmienia się okres gromadzenia pokrywy śnieżnej na powierzchni czapy polarnej. Mierzenie grubości śniegu przy użyciu satelitów jest trudne. Z tego powodu zastosowano kilka różnych podejść od oceny grubości śniegu na lodzie morskim, opracowane zostały różne modele wykorzystujące takie zmienne jak opady, temperatury, czy wiatr. Niezależnie od tego jaki został zastosowany model, to zaobserwowano zmiany w grubości śniegu. 

Z powodu zmian w zlodzeniu, ilość śniegu na czapie polarnej spadła. Jednocześnie zaobserwowano znaczny spadek ilości śniegu na obrzeżach czapy polarnej, a wzrost w centralnej części czapy polarnej Oceanu Arktycznego. Obecność śniegu na lodzie morskim wpływa na jego zmiany. Pokazują to mapy obok (kliknij, aby powiększyć). Czerwony odcień oznacza przyrost ilości śniegu, niebieski spadek na przestrzeni lat 1981-2016. Z jednej strony zbyt duża ilość śniegu jesienią może odizolować lód ewentualnego zimna, ograniczając przyrost. Śnieg wiosną chroni lód, odbijając promienie słonecznej, ale jego duża ilość oznacza też dużo wody w stawach topnienia, co przyspiesza topnienie lodu latem. 

Na podstawie National Snow and Ice Data Center: Spring arrives in the Arctic

Zobacz także:

środa, 3 kwietnia 2019

PIOMAS (marzec 2019) - stało się coś złego

To co się stało w drugiej połowie marca jest szokujące. Nawet w sytuacji, kiedy objętość lodu morskiego Arktyki wciąż znajduje się daleko od rekordowych wartości z 2017 roku. Zaszły zmiany, które jeszcze nie powinny zachodzić.

Objętość lodu w Arktyce w 2019 roku względem wartości z ostatnich lat i średniej 1979-2018. PIOMAS

Zasięg/powierzchnia lodu morskiego swoje maksimum osiąga zwykle między 10 a 20 marca. Objętość rośnie dalej i osiąga swój szczyt miesiąc później. Ale na wykresie widzimy zupełnie coś nowego - objętość lodu prawdopodobnie osiągnęła swój szczyt 28 marca - 22304 km3 - to drugie najmniejsze maksimum objętości lodu w historii pomiarów. Oczywiście trzeba zaznaczyć fakt, że o takiej sytuacji oficjalnie będzie można powiedzieć przy następnym raporcie, jaki ukaże się na początku maja za kwiecień. Teoretycznie objętość lodu może jeszcze wzrosnąć, a przynajmniej powinna. Jednak patrząc na to, co się teraz dzieje w Arktyce, to owo maksimum objętości może okazać się precedensem - kolejnym kamieniem milowym. 

 Anomalie grubości lodu dla marca w stosunku do średniej 2011-2018. PIOMAS

Dlaczego tak się stało? Od lutego wzorce pogodowe w Arktyce zaczęły się zmieniać. W marcu zmiana stała się ewidentna. Wróciły stare problemy w postaci silnych adwekcji ciepła i nieprzychylnego wiatru.


 Grubość lodu morskiego Arktyki w marcu 2019 i anomalie grubości w stosunku do średniej 1981-2010. PIOMAS/Zack Labe

Na domiar złego, w marcu znacznie wzrosła liczba dni z dipolem arktycznym. Eksport lodu przez cieśninę Fram był w marcu większy niż zazwyczaj. Na mapie możemy zauważyć, że grubość lodu jest dość duża przy Oceanie Atlantyckim, bo tam z racji zmiany kierunku wiatru stłoczył się lód, który teraz będzie się topić. Dodatkowo w regionie przez większość zimy panowały niskie temperatury. Zestawienie obok przedstawia zmiany różnic ilości lodu względem lat poprzednich.



 Grubość arktycznego lodu morskiego w 2019 roku w stosunku do okresu 2005-2018 i średnich wartości z lat 80. i 90. XX wieku. PIOMAS

Średnia grubość lodu w Arktyce rosła, co pokazuje wykres. Tak, bo wpływ na to miał wiatr, a także temperatury, które przez większość marca koniec końców były jeszcze niskie.

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

Ze względu na chłodne sezony topnienia ostatnich lat, dobry przyrost ostatniej jesieni, obecne tempo spadku ilości lodu wyhamowało względem średniej wieloletniej. Wykres pokazuje średnie miesięczne wartości, dlatego też zmiany pod koniec marca miały niewielki wpływ na zmianę średniej wartości, co widać na wykresie.

 Spadek ilości lodu w Arktyce dla marca w latach 1979-2019. Dane PIOMAS

Średnia objętość lodu w marcu wyniosła niecałe 21800 km3, to piąta najmniejsza w historii pomiarów wartość dla marca. 2200 km3 więcej niż w rekordowym 2017 roku. Ilość lodu w marcu tego roku była o 39% mniejsza niż w 1979 roku i 25% mniejsza od średniej z okresu 1979-2018. 

 Różnice grubości lodu morskiego 31 marca 2019 roku względem 2012 i 2016.

W związku z tym co się stało w drugiej połowie marca, szczególnie pod koniec miesiąca, dane na kwiecień mogą prezentować się bardzo nieciekawie. Należy oczekiwać pogorszenia sytuacji. 2 marca pojawił się dość dobrze ułożony wzór dodatniego dipola arktycznego z eksportem lodu przez cieśninę Fram. A temperatury wciąż są wysokie. Powyższe zestawienie map pokazuje, że w przypadku częstego występowania eksportu lodu i okazjonalnych adwekcji ciepła sztormów, sezon topnienia może okazać się podobny do tego z 2012 czy 2007 roku.

Zobacz także: