Zakłócenia pogodowe w Arktyce

Wir polarny w troposferze uległ rozpadowi. Jedna z jego części znalazła się nad północną Europą, w wyniku czego w Polsce znacznie spadły ostatnio temperatury. Tam, gdzie znacznie się ochłodziło, gdzie indziej zrobiło się nadzwyczaj ciepło.

Warunki pogodowe w Arktyce i obszarach rozciągających się wokół niej 10 kwietnia 2021 roku. Tropical Tidbits

Powyższa mapa przedstawia sytuację pogodową w Arktyce i obszarach leżących wokół niej. Na mapie widać, że wir polarny wewnątrz, którego znajduje się zimne, arktyczne powietrze rozpadł się na mniejsze wiry. Duży obszar zimnego powietrza znalazł się nad północną Europą, a rozległy niż baryczny zaciągnął z północy zimne powietrze, które ostatnio dotarło do Polski. 

Odchylenia temperatur od średniej 1979-2000 10 kwietnia 2020 roku. Climate Reanalyzer

Rozpad wiru umożliwił powstanie wzoru barycznego, który sprowadził na północ dużą ilość ciepłego powietrza. Mamy więc południkową wymianę powietrza - meandrujący prąd strumieniowy (jet-stream) zablokował cyrkulację strefową. Zjawisko to w sumie trwa już od dwóch miesięcy z niewielkimi przerwami . Widzieliśmy to szczególnie w lutym. Spłynęło wtedy do nas mroźne powietrze z północy. W ostatnich dniach sytuacja jest podobna. Pokazuje to grafika obok. Jedna z tzw. fal Rossby'ego ostatnio ułożyła się tak, że do nas dotarło zimne powietrze, a do Arktyki ciepłe. Teraz to ciepło wbija się daleko na północ, aż w pobliże bieguna północnego. Temperatury są tam średnio 10-15^oC wyższe niż zwykle.

Rozkład i siła wiatru w Arktyce (sektor atlantycki) 10 kwietnia 2021. Earthnet

Same temperatury nie są na tyle wysokie, by móc topić lód. Średnio nad Morzem Karskim i Barentsa jest nieco poniżej zera, aczkolwiek miejscami temperatura przekracza zero stopni, co oznacza już efektywne topnienie. Dużo większy problem stanowi wiatr. Lód w tej części Arktyki jest cienki, jak zresztą w całym regionie grubość czapy polarnej jest mniejsza niż kiedyś. Wiatr za pomocą swojej siły fizycznej wpłynie na pak lodowy, powodując jego fragmentację. Taki lód łatwiej się potem topi, szczególnie gdy do gry zaczyna wchodzić ogrzewająca się woda morska. A ta, jak pokazuje mapa DMI obok, jest w dużej mierze cieplejsza niż zwykle. Wiatr wykorzystuje potencjał cieplny wody, by topić pokrywę lodową.
 

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

Od kilkunastu dni wzorce pogodowe związane z rozpadem wiru polarnego i silnym wiatrem (sztormy podsycane przez coraz cieplejsze wody) ingerują w lód Morza Barentsa. Teraz doświadczać tego zaczyna region Morza Karskiego. Notowane są więc spadki powierzchni lodu.
 

Prognozowane na 11-13 kwietnia 2021 odchylenia temperatur od średniej 1979-2000. Climate Reanalyzer

Sytuacja ta utrzyma się do 12 kwietnia, potem ciepło dotrze nad Morze Łaptiewów. W tym czasie nadzwyczaj wysokie temperatury rozgoszczą się w zachodniej części Syberii. To spowoduje dalsze szybkie topnienie pokrywy śnieżnej. Polska ponownie doświadczy spadku temperatur. Mapa obok pokazuje prognozowaną na 12 kwietnia sytuację pogodową. Kolejne odchylnie prądu strumieniowego sprowadzi zimno do Europy. Temperatury w ciągu dnia będą wynosić około 7^oC. W tym czasie za Uralem na 60^oN może być nawet 14^oC. Przedwczesna odwilż zacznie się pojawiać w środkowej Syberii nawet za kołem polarnym.  

 

Pokrywa lodowa na Morzu Karskim 9 kwietnia 2021 roku. NASA Worldview

Stan lodu będzie się pogarszać, będzie coraz szybciej postępować jego topnienie. Czy sprawdzą się prognozy NOAA, tego nie wiadomo. Są cały czas takie same, wskazują na bardzo silne roztopy latem.
 

Zobacz także:

• Szykuje się uderzenie w region Morza Karskiego, niedziela, 4 kwietnia 2021 W ciągu najbliższych dni w Polsce i dużej części Europy ochłodzi się. Temperatury będą w ciągu dnia wynosić tylko kilka stopni powyżej zera. Będzie więc zimniej niż zwykle, ale coś za coś.
• Jeszcze nie ma topnienia, poza jednym miejscem, niedziela, 28 marca 2021
  

 

Marzec 2021 - kończy się mroczna zima

Sezon zamarzania zakończył się według pomiarów NSIDC 21 marca. Po tym dniu zaczęto notować spadek zasięgu (extent) lodu morskiego. Choć noc polarna się skończyła i zaczął się sezon roztopów, to temperatury w Arktyce pozostały w wielu miejscach niskie, nie wykazując wzrostu. W marcu 2021 roku notowano niewielkie zlodzenie w wodach Zatoki Św. Wawrzyńca, co odbiło się na populacji fok grenlandzkich.

Średni zasięg arktycznej pokrywy lodowej w marcu 2021 roku. Fioletowa linia pokazuje średni zasięg lodu dla okresu 1981-2010 dla marca. Sea Ice Index - NSIDC

Zasięg arktycznego lodu morskiego w uśrednionym ujęciu dla marca 2021 wyniósł 14,64 mln km². To 0,35 mln km² powyżej rekordowej wartości z 2017 roku. Jednocześnie pokrywa lodowa była w marcu o 0,79 mln km² mniejsza od średniej 1981-2010. Wynik ten daje dziewiątą najmniejszą w historii pomiarów satelitarnych wartość. Tradycyjnie, choć ze stosunkowo niewielką różnicą granica lodu przebiegała dalej na północ niż zwykle na Morzu Beringa i Barentsa. Najmniejsze zlodzenie wystąpiło na Morzu Labradorskim i w szczególności Zatoce Św. Wawrzyńca. Mapa obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje anomalie koncentracji lodu morskiego dla marca 2021 roku.

 

Marcowe maksimum

Ranking 10 najmniejszych wartości marcowego maksimum. Tabela przedstawia wartości wyrażone w mln kilometrów i mil kwadratowych oraz daty.

W tym roku marcowe maksimum wypadło 21 marca i wyniosło 14,77 mln km², co oznacza siódmą najmniejszą w historii pomiarów wartości. Marcowe maksimum było o 0,87 mln km² mniejsze od średniej wieloletniej i 0,36 mln km² powyżej rekordowej wartości odnotowanej 7 marca 2017 roku. Marcowe maksimum w tym roku wypadło później niż zwykle, uśrednioną datą jest dzień 12 marca.

 

Zmiany zasięgu arktycznego lodu morskiego w 2021 roku w stosunku do ostatnich lat i średniej 1981-2010.

Zasięg lodu przyrasta w pierwszej połowie marca, a następnie spada. Różnice między pierwszym a ostatnim dniem są niewielkie. Dlatego też opisywanie średniej dziennej zmiany nie ma większego znaczenia.  

Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 dla marca 2021 roku. Wartość anomalii na poziomie ciśnienia 925 hPa (750 m.n.p.m). NOAA/ESRL

Arktyka w marcu była dość chłodna. Szczególnie zimno było na północy Syberii, w tym nad Morzem Karskim, Łaptiewów i Wschodniosyberyjskim - średnio 5^oC poniżej średniej. Stosunkowo niewielkie dodatnie odchylenia występowały od Svalbardu po region Morza Beauforta, średnio od 1 do 3^oC powyżej średniej. Związana z tym cyrkulacja atmosferyczna w marcu charakteryzowała się niskim ciśnieniem nad północnym Atlantykiem i bardzo niskimi odczytami nad Morzem Barentsa. Przez większość zimy oscylacja arktyczna była ujemna, co sprzyjało zwiększaniu się objętości lodu. W marcu sytuacja się zmieniła, wskaźnik był przeważnie dodatni, ale z dużymi wahaniami. Mapa obok przedstawia uśredniony dla marca rozkład ciśnienia atmosferycznego.

 

Zmiany średnich miesięcznych temperatur w Arktyce (60-90^oN) dla marca w latach 1975-2021. NOAA/NCEP

Marzec 2021, także ubiegłoroczny to okres stosunkowo niskich temperatur w Arktyce jak na ostatnie lata. Szczególnie wokół bieguna północnego. Dla obszaru 80-90^oN marzec 2021 był wyjątkowo zimny, dopiero 34-ty najcieplejszy w historii pomiarów. Średnia temperatura w całym regionie wyniosła -18,94^oC, a więc 0,44^oC powyżej średniej 1981-2010.
 

Średni miesięczny zasięg lodu morskiego dla marca w latach 1979-2021.

Średnioroczne tempo spadku zlodzenia w trendzie wynosi dla marca 2021 roku 39,7 tys. km², a więc 2,6% na dekadę w stosunku do średniej 1981-2010. Od 1979 roku zlodzenie arktycznych wód w przypadku marca skurczyło się o 1,67 mln km².
 

Problemy fok z Zatoki Św. Wawrzyńca
Zmiany klimatyczne w Arktyce w regionach okołoarktycznych negatywnie wpływają na życie tamtejszych gatunków. Jednymi z nich są foki grenlandzkie. 

Szczenię foki grenlandzkiej odpoczywające na zaśnieżonym lodzie morskim. Foki te rodzą się z gęstym białym futrem, które pomaga im utrzymać ciepło. Po trzech-czterech tygodniach foki zrzucają białe futro. Flickr/laika_ac

Mimo iż w Arktyce pokrywa lodowa zimą cechowała się stosunkowo dużym jak na ostatnie lata zasięgiem, to zupełnie inna sytuacja miała miejsce w wodach Zatoki Św. Wawrzyńca. Zdjęcia satelitarne obok przedstawiają region w marcu 2008 i 2021 roku. Tej zimy zasięg lodu w zatoce był znacznie mniejszy niż zwykle, czasami w ogóle region był pozbawiony pokrywy lodowej. Średnie tempo spadku zlodzenia regionu wynosi 8,7% na dekadę, a w ciągu ostatnich 10 lat, siedmiokrotnie wody te cechowały się zlodzeniem poniżej średniej 1981-2010. Wyjątkowo mała powierzchnia lodu prowadzi do śmierci wielu młodych foki grenlandzkiej. W grudniu zwierzęta te przybywają do Zatoki Św. Wawrzyńca z kanadyjskiej Arktyki i Grenlandii, a następnie rodzą młode pod śniegiem na powierzchni lodu morskiego. Przy tak słabym jak w 2021 roku zlodzeniu, wiele młodych foki grenlandzkie zostało zmuszonych do gromadzenia się na wybrzeżu. Tam były narażone na ataki drapieżników, co prowadziło do sporej redukcji gatunku. Kurczący się zasięg lodu będzie więc prowadzić do postępującego wymierania gatunków, które są od niego uzależnione.

Antarktyczny lód morski
Lód morski Oceanu Południowego od kilku dekad wykazuje wzrost. Marzec 2021 nie był tu wyjątkiem. 

Średni zasięg antarktycznej pokrywy lodowej w marcu 2021 roku. Fioletowa linia pokazuje średni zasięg lodu dla okresu 1981-2010 dla marca. Sea Ice Index - NSIDC

Antarktyczne maksimum wypadło 21 lutego, potem zlodzenie zaczęło szybko rosnąć - tempo było wyjątkowo szybkie między 25 lutego a 8 marca. Lód zwiększył swoje rozmiary o ponad milion kilometrów kwadratowych. Szybko odtwarzał się wtedy lód na Morzu Amundsena i częściowo na Rossa. Potem doszło do spowolnienia tempa przyrostu. Jak pokazuje wykres obok, marcowe zlodzenie wokół Antarktydy było spore. Wciąż widoczny jest lekki trend wzrostowy. Przez niemal cały marzec zlodzenie antarktycznych wód było wyższe od średniej wieloletniej - średnio o ponad 0,4 mln km².

Zmiany masy antarktycznego lądolodu w latach 2002-2021. Dane pomiarowe z GRACE 2002-2017 i GRACE-FO 2018-2021.

Przyczyną trendu wzrostowego, obserwowanego przez ostatnie 40 lat jest nie tylko sama pogoda (wzrost opadów śniegu), ale topnienie lądolodu. Z powodu globalnego ocieplenia topi się lądolód, gdyż coraz cieplejsze masy wody ingerują w lodowce szelfowe. Do oceanu dostaje się lekka słodka woda, która znacznie zwiększyła stratyfikację Oceanu Południowego. Woda więc łatwiej zamarza. 

Na podstawie National Snow and Ice Data Center: The dark winter ends

Zobacz także:

• Luty 2021 - wahania ciśnienia, piątek, 12 marca 2021 Zasięg występowania lodu morskiego w Arktyce kształtował się w lutym znacznie poniżej średniej wieloletniej. Mimo tego faktu nadal pozostawał wyższy od wartości notowanych w ciągu kilku ostatnich lat. Sytuacja zmieniła się w drugiej połowie lutego.
• Styczeń 2021 - inny niż w ostatnich latach, środa, 3 lutego 2021
• Grudzień 2020 - spokojniejszy koniec roku, środa, 6 stycznia 2021

PIOMAS (marzec 2021) - nierównomierny przyrost

Marzec 2021 był w Arktyce wyjątkowo zimny, dzięki czemu czapa polarna przybrała na wadze. Wydaje się być to dobrą wiadomością, problem w tym, że jeden czy dwa miesiące wiele nie zmienią. Ponadto, ten dodatkowy przyrost miał miejsce w obszarze lodu sezonowego. 

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

Na koniec zeszłego miesiąca został osiągnięty przyzwoity jak na ostatnie lata wynik. 31 marca objętość lodu wyniosła 22 473 km³, co stanowi szóstą najmniejszą w historii pomiarów wartość. Teoretycznie taka sytuacja powinna uchronić czapę polarną przed ryzykiem ogromnych strat w porze letniej. Animacja obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje zmiany grubości lodu morskiego w marcu 2021. Widzimy na niej, że grubość lodu jest owszem spora, ale nie jest to stan, jaki miał miejsce w XX wieku. Przez cały marzec, jak na sam koniec miesiąca objętość lodu była mniej więcej taka sama jak w minionej dekadzie, w tym w 2012 roku.

 

 

Grubość arktycznego lodu morskiego dla 31 marca w latach 2007-2021.

Cechą wspólną ostatnich lat jest to, że ilość i grubość lodu wzdłuż północnych brzegów Grenlandii i Archipelagu Arktycznego jest mniejsza niż kilkanaście lat temu, i stale się zmniejsza z powodu rosnących temperatur. Ten rok nie jest wyjątkiem. Niebieskie odcienie na mapach obok pokazują miejsca, gdzie grubość pokrywy lodowej jest w tym roku mniejsza niż w latach poprzednich. Przykładem jest rok 2012, kiedy miało miejsce rekordowe topnienie. Co z tego, że pak lodowy jest grubszy wzdłuż wybrzeży Eurazji. Stopi się w czerwcu lub w lipcu.
 

Grubość lodu morskiego w marcu 2021 roku i jej odchylenia w stosunku do średniej 1981-2010. PIOMAS/Zachary Labe

 

Na tle średniej wieloletniej wyraźnie widać dwa obszary: grubszy niż zwykle lód u wybrzeży Syberii, który powstał na skutek działania sezonowych zmian pogodowych i cieńszy niż zwykle w sektorze amerykańskim.  

 

Na tej tabeli przedstawiona jest dokładna rozpiska objętości lodu na 31 marca. W różowych kolumnach przedstawione są różnice względem poprzednich lat i średnich dekadowych, także ich procentowe wartości. Ilość lodu morskiego na dzień 31 marca 2021 roku znalazła się na szóstym miejscu. To skutek działania warunków pogodowych w marcu i poprzednich miesiącach. Wykres obok pokazuje, że tempo przyrostu lodu w marcu było z tego tytułu szybkie. Wiele to niemienia, gdyż lód przestał się odkładać w sektorze amerykańskim, tam, gdzie jest go zwykle najwięcej. To rezultat zmian, jakie zachodzą już od lat. Woda i atmosfera są cieplejsze, więc czapa polarna szybko się topi. Następnie jesienią zachodzi szybkie zamarzanie, w wyniku czego energia cieplna zostaje uwięziona pod lodem.

Zmiany objętości lodu morskiego w Basenie Arktycznym i rosyjskich akwenach morskich w 2021 roku w zestawieniu ze zmianami z lat 2000-2020.

 

Efekt pokazują dwa powyższe wykresy. Ocieplający się ocean więzi energię pod lodem. W ostatnich kilkunastu latach roztopy były na tyle duże, że sporo energii cieplnej nagromadziło się w wodach głębinowych Morza Beauforta i Basenu Arktycznego. Zaczynamy już obserwować pierwsze tego skutki. Lód wolniej przyrasta, a będąc cienki, łatwiej się topi latem. Drugi wykres jest dowodem na to, że szelfowe wody stykające się z lądem łatwo zamarzają zimą. Tak więc lód w tej części Oceanu Arktycznego szybciej przyrasta. Za to latem ze względu na działanie kontynentalnego powietrza  szybko się roztopi.

Zmiany średniej miesięcznej ilości lodu morskiego w Arktyce dla marca w latach 1979-2021. Dane PIOMAS

Średnia dla marca 2021 objętość lodu wyniosła niecałe 21,5 tys. km³. To blisko jedna trzecia mniej niż w latach 80. XX wieku. Zmiany na tle raptem 40 lat są duże. W przeszłości takie zmiany zachodziły w dużo wolniejszym tempie. 

Obecna sytuacja w Arktyce całościowo wydaje się być w porządku jak na ostatnie lata, ale rozmieszenie lodu to już zupełnie inna sprawa. Taka konfiguracja, jaką przedstawiają powyższe mapy i wykresy oznacza, że o szybkie roztopy będzie łatwo.

Zobacz także:

• PIOMAS (luty 2021) - słaby efekt silnego zamarzania, sobota, 6 marca 2021 Dane z modelu Pan-Arctic Ice Ocean Modeling and Assimilation System (PIOMAS) pokazują, że zmiany w arktycznej czapie polarnej nie przyniosły adekwatnego przyrostu grubości i ilości lodu morskiego.
• PIOMAS (styczeń 2021) - poprawa stanu czapy polarnej jak rok temu, piątek, 5 lutego 2021
  

Szykuje się uderzenie w region Morza Karskiego

W ciągu najbliższych dni w Polsce i dużej części Europy ochłodzi się. Temperatury będą w ciągu dnia wynosić tylko kilka stopni powyżej zera. Będzie więc zimniej niż zwykle., ale coś za coś. W tym czasie znacznie wzrosną temperatury w Arktyce, która przez ostatnie miesiące była chłodnym jak na ostatnie lata miejscem. Mapa obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje aktualny zasięg i koncentracje lodu morskiego z wyróżnieniem sektora atlantyckiego.

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

Sezon topnienia 2021 zaczął się już na dobre. Według NSIDC zasięg lodu od 21 marca skurczył się o 0,47 mln km². W tej chwili nie jest to zbyt istotne, zważywszy na to, że w 2012 roku czapa polarna zajmowała większa obszar.

Prognozowane warunki pogodowe w Arktyce na 6-9 kwietnia 2021 roku. Tropical Tidbits

W marcu warunki atmosferyczne opóźniły początek sezonu topnienia. Niewykluczone, że w kwietniu przyspieszą tempo roztopów, a przynajmniej na niektórych akwenach. Na skraju Oceanu Arktycznego powstał niezwykle silny dipol, który zaczął już sprowadzać zimne masy powietrza nad północny Atlantyk. Potem zimno dotrze do Europy, w tym do Polski. Głęboki niż baryczny rozszerzy się i powstaną kolejne układy, które zaciągną dużą ilość ciepła nad Morze Barentsa i Karskie.

 

Prognozowane na 8-9 kwietnia 2021 odchylenia temperatur od średniej 1979-2000. Climate Reanalyzer

Kiedy w Polsce zrobi się zimno, ciepło popłynie na północ. Adwekcja obejmie Morze Barentsa, Karskie, a nawet część Basenu Arktycznego. Temperatury wzrosną o kilkanaście stopni. Przewiduje się, że nad Morzem Karskim 8 kwietnia temperatury wzrosną powyżej zera. Ciepłe powietrze dotrze nawet poza 80-ty równoleżnik, nad obszar Basenu Arktycznego - temperatura miejscami wzrośnie o 20-25^oC, a więc do mniej więcej -1^oC. Poza ciepłem będzie obecny także wiatr, który niewątpliwe wywrze wpływ na pak lodowy regionu. Mapa obok pokazuje rozkład temperatur dla 8 kwietnia, z zaznaczonym miejscem nad Morzem Karskim.
 

Pokrywa lodowa Morza Karskiego 3 kwietnia 2021 roku. NASA Worldview

Lód morski na Morzu Karskim jak widać na zdjęciu satelitarnym jest popękany, tworzy się tam kra lodowa. Silny spływ ciepła i towarzyszący temu wiatr uruchomią szybkie topnienie lodu w tym regionie. To oczywiście nie będzie w chwili obecnej rzutować na cały sezon topnienia, ale prognozy NOAA cały czas podtrzymują to, co przewidywano pod koniec grudnia zeszłego roku. Co więcej, na luty i marze choć nie w stu procentach, to jednak się sprawdziły. 

Zobacz także:

• Arktyka pozostanie zimna do końca marca, ale poza nią będzie inaczej, środa, 24 marca 2021 W Arktyce temperatury do końca marca będą przeważnie niższe od średniej wieloletniej, w wyniku czego topnienie pokrywy lodowej będzie bardzo powolne. 
• Mocne wejście w sezon topnienia 2020 – efekty działania wiru polarnego znikają, sobota, 28 marca 2020