sobota, 8 stycznia 2022

PIOMAS (grudzień 2021) - poprawa sytuacji w obrębie lodu sezonowego

Grudniowe wartości przedstawione przez Polar Science Center wydają się być pozytywne, gdyż ilość lodu jest duża jak na ostatnie lata. Ale jak na ostatnie lata i trzeba tu dodać duże "ale". 

Objętość lodu w Arktyce w 2021 roku względem wartości z ostatnich lat i średniej 1979-2020. PIOMAS

Według modelu PIOMAS objętość lodu morskiego 31 grudnia 2021 roku wyniosła 15 320 km3, to dziewiąta najmniejsza w historii pomiarów wartość.  To 2% więcej niż w 2011 i 2018 roku, a rekordzistą jest rok 2016. Wykres obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje tempo dziennych zmian przyrostu/spadku ilości lodu morskiego w zestawieniu ze średnią ostatnich 10 lat. Tempo przyrostu lodu z wyjątkiem początku grudnia było nieco szybszej od średniej ostatniego 10-lecia. Są to dobre informacje, jest jednak pewne ale..

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

Dynamiczny wzrost ilości lodu zarówno w grudniu, jak i wcześniej w listopadzie, to efekt szybkiego zamarzania wód przybrzeżnych szelfów. Płytkie obszary morskie jak Morze Łaptiewów, sąsiadujące z wyziębionymi lądami łatwo poddały się jesiennym wzorcom pogodowym. Temperatury były niskie lub w normie wieloletniej nad akwenami takimi jak Morze Łaptiewów czy Czukockie. To dało możliwości do szybkiego wzrostu grubości lodu, ale też nie wszędzie. Tymczasem w dużej części obszar Basenu Arktycznego charakteryzował się brakiem lub negatywnymi zmianami względem średniej wieloletniej, co ilustrują mapy. Mapa obok przestawia różnicę w stosunku do okresu 2011-2020. 
 
Grubość arktycznego lodu morskiego w 2021 roku w stosunku do okresu 2006-2020 i średnich wartości z lat 80. i 90. XX wieku. PIOMAS

Powolny przyrost miąższości lodu w Basenie Arktycznym to efekt działania głównie wyższych niż zwykle temperatur, które także utrudniają wyziębianie się wody pod spodem. W grę wchodzi też efekt tego, co działo się z wodami Oceanu Arktycznego w ciągu ostatnich kilkunastu lat, a więc gromadzenia ciepła morskiego i wykorzystywania go do hamowania przyrostu lodu. Wykres pokazuje, że tyko w listopadzie i to nie przez cały miesiąc tempo wzrostu grubości lodu było szybsze niż w ostatnich latach. W grudniu zaś było takie jak w poprzednich latach.
 
Zmiany średniej miesięcznej ilości lodu morskiego w Arktyce dla grudnia w latach 1979-2021 i ekstrapolacja trendu. Dane PIOMAS

Średnia grudniowa objętość lodu morskiego w 2021 roku wyniosła 13,3 tys.
km3, to 2,1 tys. km3 więcej niż w rekordowym wtedy 2016 roku. Trend uległ wyhamowaniu, jednak ilość lodu morskiego w Arktyce jest 51% mniejsza niż w 1979 roku i 37% mniejsza niż w okresie 1979-2020. 
 
W ciągu najbliższych kilku lat sytuacja może się zacząć zmieniać z uwagi na postępujący wzrost temperatur na Ziemi. Widać, że Arktyka swoją w miarę dobrą kondycję zawdzięcza zmianom wzorców pogodowych, które zahamowały widoczne w XXI wieku skutki globalnego ocieplenia. Zmiany warunków pogodowych nie będą jednak wiecznie hamować letniego topnienia czy poprawiać zimowego zamarzania.   
 
Zobacz także:


czwartek, 6 stycznia 2022

Grudzień 2021 - w miarę "dobra" zima

To był drugi najcieplejszy grudzień w historii pomiarów, ale paradoks był taki, że czapa polarna osiągnęła imponujące jak na ostatnie lata rozmiary. Choć zasięg lodu na przełomie grudnia i stycznia 2021/22 był wyraźnie niższy od średniej, to był największy od kilkunastu lat. 

Średni zasięg arktycznej pokrywy lodowej w grudniu 2021 roku. Fioletowa linia pokazuje średni zasięg lodu z lat 1981-2010 dla grudnia. Sea Ice Index - NSIDC 

Tempo przyrostu lodu na powierzchni arktycznych wód było wystarczająco szybkie, by sumaryczna wartość osiągnęła duże rozmiary. Średni zasięg wyniósł 12,19 mln km2 - to trzynasta najmniejsza w historii pomiarów satelitarnych wartość. Średni dla grudnia 2021 zasięg lodu był 0,65 mln km2 mniejszy niż średnia wartość z okresu 1981-2010. Mapa obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje anomalie koncentracji lodu morskiego dla grudnia 2021 roku. Duże rozmiary lodu, to efekt tego, co działo się w poprzednich miesiącach. Słabe topnienie na Morzu Czukockim latem 2021, a potem szybkie zamarzanie w październiku i listopadzie. Z drugiej strony trzeba zwrócić uwagę na to, co działo się po stronie amerykańskiej.

Zmiany zasięgu i koncentracji arktycznego lodu morskiego w grudniu 2021 roku. NSIDC/Sea Ice Analysis Tool 

Z dużym opóźnieniem zamarzała Zatoka Hudsona, która całkowicie pokryła się lodem w styczniu, a nie w grudniu. Poza Zatoką Hudsona, która w pewnym momencie zaczęła bardzo szybko zamarzać, znacznie niższy niż zwykle obszar lodu występował na Morzu Baffina i Labradorskim. Grudniowy zasięg lodu morskiego był w tej części regionu arktycznego czwartym najmniejszym w historii pomiarów.

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

Średnie tempo wzrostu zasięgu lodu morskiego w grudniu 2021 roku wyniosło 72 tys. km2/dzień, było więc szybsze od średniej wieloletniej, która wynosi 64,1 tys. km2/dzień. Tempo to było związane z szybkim zamarzaniem wód przybrzeżnych zewnętrznych akwenów, jak Morze Beringa, a także wód Zatoki Hudsona. 

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

Co ciekawe, grodzeń w Arktyce był niezwykle ciepłym miesiącem. W amerykańskiej części Basenu Arktycznego temperatury były nawet 6oC wyższe od średniej 1981-2010. Trzy obszary z temperaturami poniżej średniej znajdowały się nad zachodnią i wschodnią Eurazją oraz północno-zachodnią Kanadą. Rozkład układów barycznych w grudniu 2021 charakteryzował się dość niskim ciśnieniem (poniżej 1015 hPa) obejmującym w zasadzie całą Arktykę z wyjątkiem rejonu Morza Łaptiewów (mapa obok). Wartości tych ciśnień nie były jednak znacząco nietypowe w porównaniu do średniej - maksymalnie 6 do 7 hPa poniżej średniej. Godnym uwagi wyjątkiem jest rejon znajdujący na południe od Aleutów, gdzie ciśnienie było wyższe od średniej aż o 24 hPa. Układy baryczne tworzyły wzorce pogodowe, które dawały dobre warunki dla zamarzania zewnętrznych mórz Arktyki. 

Zmiany średnich miesięcznych temperatur w latach 1975-2021 dla grudnia (obszar - 65-90oN). Wykres przedstawia zmiany roczne (cienka krzywa) i zmiany wygładzonej średniej 5-letniej (grubsza krzywa). NOAA/NCEP

Warunki atmosferyczne dały możliwość szybkiemu wychładzaniu się wód zewnętrznych akwenów, ale duża część Arktyki była nadzwyczaj ciepła. Okazuje się, że grudzień 2021 był drugim najcieplejszym w historii pomiarów - średnia temperatura była o 4,17oC wyższa w stosunku do okresu 1981-2010. Z wyjątkiem 2018 roku okres 2015-2021 to temperatury wyższe od -20oC, a średnia ostatniego 5-lecia to temperatura miesięczna wynosząca -18,86oC. Taka sytuacja temperaturowa wpłynie na tempo wzrostu grubości lodu. To też wyraźne świadectwo, że globalne ocieplenie dotyka Daleką Północ.

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

Średnioroczne tempo spadku zlodzenia w trendzie wynosi dla grudnia 2021 roku 45 tys. km2, a więc 3,5% na dekadę w stosunku do średniej 1981-2010. Od 1979 roku zlodzenie arktycznych wód w przypadku grudnia skurczyło się o 1,85 mln km2.

Zatoka Hudsona zamarzła
W listopadzie wody Zatoki Hudsona w ogóle nie zamarzały. Nawet przy końcu listopada tylko zachodnią część nadbrzeżną pokrywał wąski pas lodu.

Zatoka Hudsona 23 grudnia 2021. Akwen pokrył się całkowicie lodem na początku stycznia 2022. NASA Worldview

Spadek temperatur w grudniu w końcu zmusił wody Zatoki Hudsona do pokrycia się lodem. Zwykle region całkowicie zamarza w listopadzie. Mimo iż zatoka leży na takie samej szerokości co Bałtyk, dzieją tam inne zasady niż u nas. Na zachodzie leży ląd, który styka się na północy z Oceanem Arktycznym, to stwarza warunki dla szybkiego zamarzania. Bardzo blisko, oddzielona wąskim obszarem Morza Baffina znajduje się Grenlandia, która wraz z pokrywającym się lodem Morza Baffina oddziałuje na wody zatoki. Swoje też robi brak ciepła znad Pacyfiku z uwagi na to, że Kordyliery stanowią barierę klimatyczną dla Kanady i Zatoki Hudsona.  

 

Sytuacja na Antarktydzie - złe wieści
Zasięg lodu morskiego na Antarktydzie w grudniu 2021 był ogólnie niski, utrzymując się na poziomie podobnym do obserwowanego w 2017 roku. 

Średni zasięg antarktycznej pokrywy lodowej w grudniu 2021 roku. Fioletowa linia pokazuje średni zasięg lodu z lat 1981-2010 dla grudnia. Sea Ice Index - NSIDC 

W ujęciu regionalnym zasięg był szczególnie niewielki w rejonie Morza Weddella i południowej części Morza Rossa. We wschodniej części Morza Weddella utworzyło się kilka dużych płoni. Połynia Maud Rise otworzyła się pod koniec listopada, a następnie rozprzestrzeniła się ze wschodu na północny wschód. Jest to niezwykłe, gdyż zazwyczaj połynia rozciąga się na południe i zachód od miejsca powstawania. Przez wiele lat obserwowany był trend wzrostu zasięgu lodu morskiego na Oceanie Południowym. Ostatnie lata to zmieniły, co pokazuje wykres obok, ale trend nie jest jeszcze spadkowy. Przyczyną jest najwyraźniej wzrost temperatur wody, który co zaczyna przebijać spadające od lat zasolenie wód.

Na podstawie National Snow and Ice Data Center: A good winter, relatively speaking

Zobacz także:

środa, 5 stycznia 2022

Dochodzi do próby rozbicia wiru polarnego

Dochodzi do pierwszej w tym roku zimowej próby rozbicia wiru polarnego w stratosferze. Już w pierwszej dekadzie listopada 2021 miała miejsce pierwsza, ale nieskuteczna próba rozbicia wiru. Dzięki czemu mogliśmy posmakować zimy w grudniu. Potem wir wzmocnił się, dzięki czemu wróciła cyrkulacja strefowa, a wraz z nią brak zimy. Mapa obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje aktualny zasięg lodu morskiego w Arktyce.
 
Obecne i prognozowane na 7 lutego odchylenia temperatur w stratosferze na wysokości 10 hPa oraz układy wiatru wiru polarnego. Tropical Tidbits
 
Właśnie dochodzi do pierwszej poważnej w tym sezonie zimowym próby rozbicia wiru polarnego. Ta z listopada była niewielka. Szanse na całkowity rozpad, drastyczne osłabienie wiru w tym miesiącu są niewielkie z uwagi na rozmiary czapy polarnej. Rok temu było inaczej. Ale temperatury w grudniu w Arktyce nie były niskie. Wręcz przeciwnie, były wysokie. Także obszar pokrycia śniegiem na zachodzie Syberii był duży, co też wpływa na zachowanie wiru polarnego. Duże jednak są szanse, że w tym miesiącu na pewno dojdzie do kolejnej poza obecną próby osłabienia wiru, co teoretycznie może zakończyć się jego rozpadem. Tego jeszcze nie wiemy. Animacja obok pokazuje, że choć jest to próba, to jest to dość spore zaburzenie.
 
 
Prognozowane na do 9 stycznia (godzina 00 UTC) uśrednione dobowe temperatury w Arktyce, oraz ich odchylenia od średniej 1979-2000. Climate Reanalyzer

Z uwagi na temperatury w Arktyce wir polarny w troposferze był i jest niezbyt stabilny i co jakiś czas ulega rozpadowi. Jednak jego całkowity rozpad jest zależny od zmian w stratosferze. Dlatego też w tym miesiącu Arktyka nie powinna doświadczyć takich zdarzeń, jak w latach 2015-2019. Jak pokazuje powyższe zestawienie map temperaturowych, w ciągu najbliższych dni temperatury w Arktyce jak na owe czasy będą stonowane. Co najmniej do 21 stycznia przewiduje się jedynie krótkotrwałe ataki ciepłych mas powietrza znad Pacyfiku, co będzie rezultatem tego, jak w grudniu był ułożony wir polarny w stratosferze. Ostatnio doszło do dużego wzrostu temperatur na Półwyspie Czukockim. Trwało to jednak chwilę. Obecna próba rozbicia wiru może mieć wpływ na to, co stanie się z pogodą za miesiąc. 
 
Morze Czukockie 4 stycznia 2022 roku. Zdjęcie wykonane jest w obrazie uzyskanym przy pomocy pomiaru tzw. temperatury jasnościowej. NASA Worldview
 
Osłabianie wiru polarnego, jego rozbicie doprowadzi do zmian we wzorcach pogodowych, które negatywnie wpłyną na pokrywę lodową Oceanu Arktycznego. Tak właśnie było w latach 2015-2019. Ostatnie takie załamanie na początku tego roku już wpłynęło na lód Morza Czukockiego, co widać na zdjęciu satelitarnym. Dotychczas sezon zamarzania przebiegał bez problemu. Nie jest wykluczone, że za kilka tygodni to się zmieni. 

 
Zobacz także:

sobota, 1 stycznia 2022

Raport za II połowę grudnia - ponowne wzmocnienie zamarzania powierzchni wody

Koniec 2021 roku na wykresach zasięgu/powierzchni lodu morskiego Arktyki jest taki, jaki chcieliby widzieć ekolodzy. Ale czy warunki dla przyrostu lodu morskiego były aby na pewno dobre? Patrząc na temperatury i grubość lodu, to nie do końca. W drugiej połowie grudnia 2021, jak pokazuje animacja obok, zaobserwowano degradację wiru polarnego w troposferze. Degradacja ta będzie postępować dalej, a to będzie rzutować na dalsze warunki dla przyrostu lodu morskiego. Dane PIOMAS oczywiście pokażą pozytywną zmianę zarówno za grudzień jak i pewnie styczeń, ale będzie się to w dużej mierze wiązało z powierzchnią a nie grubością pokrywy lodowej. 
 
Zobacz mapę koncentracji arktycznego lodu morskiego w tak zwanych fałszywych barwach.   
 
Zasięg i koncentracja arktycznego lodu morskiego. AMSR2, University of Bremen
 
Jeśli spojrzymy z góry, to zobaczymy, że wszystko wydaje się być w porządku. Czapa polarna charakteryzuje się rozmiarami typowymi bardziej dla lat 90. XX wieku, a nie obecnych czasów. Zamarzło już prawie wszystko. Zamarzają teraz obszary poza Oceanem Arktycznym, leżące na południe od koła polarnego, jak Morze Ochockie. Animacja obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje zmiany zasięgu i koncentracji arktycznego lodu morskiego w drugiej połowie grudnia 2021. 
 
Zmiany tempa zwiększania/zmniejszania się zasięgu lodu morskiego w 2021 roku w zestawieniu ze zmianami z 2012/13 i 2020/21 roku oraz średniej z ostatnich 10 lat.  
 
Jak pokazuje wykres z danych JAXA, tempo przyrostu lodu, a dokładnie zamarzania powierzchni arktycznych wód było w drugiej połowie grudnia 2021 dość szybkie. 


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

Tempo zamarzania utrzymało zasięg lodu morskiego z dala od rekordowych wartości z lat 2015-2020. 31 grudnia 2021 zasięg lodu morskiego przekroczył 13 mln
km2, prawie 0,8 mln km2 więcej niż w rekordowych latach 2016-2017. Różnica względem średniej 1981-2010 jest niewielka jak na ostatnie lata - 0,58 mln km2, czyli tylko 4,3%. Z punktu widzenia tempa zmian klimatycznych, to i tak sporo. Średnie tempo wzrostu zasięgu lodu w drugiej połowie grudnia 2021 wyniosło 67,9 tys. km2, średnia wieloletnia wynosi 51,4 tys. km2. Mapa NSIDC obok ilustruje aktualne różnice w zlodzeniu arktycznych wód względem średniej 1981-2010. 

Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2021 roku w stosunku do wybranych lat i średnich dekadowych. Mapa przedstawia zasięg w zestawieniu ze średnią lat 90. XX wieku. JAXA

Dynamiczny wzrost pokazuje dzienny zapis satelitarny JAXA. Na koniec grudnia 2021 roku zasięg lodu był dopiero szesnastym najmniejszym w historii pomiarów. Rozmiary typowe bardziej dla lat 90. XX wieku, aczkolwiek widać różnice. 

Powierzchnia lodu morskiego w 2021 roku na tle wybranych lat, średnich dekadowych. Dane NSIDC, wykres Nico Sun

Cały czas mówimy jedynie o rozmiarach widocznych z góry, mierzonych przez satelity. Do nich należy też powierzchnia (area), czyli faktyczny rozmiar lodu na Oceanie Arktycznym. Zasięg uwzględnia szczeliny czy połynie. Wykres obok przedstawia aktualne odchylenia powierzchni lodu względem średniej 2000-2019. O takich zmianach zdecydowały warunki atmosferyczne i sezon topnienia 2021. Spory wzrost zlodzenia w drugiej połowie grudnia 2021 wiązał się głównie z zamarzaniem wód przybrzeżnych, stykających się z wyziębionymi lądami. Widać na Morzu Ochockim, Karskim i Barentsa. 


Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 na półkuli północnej w latach 2001-2010 i 2011-2020 dla grudnia. NASA/GISS
Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 w Arktyce w 2020 i 2021 roku dla 15-29 grudnia. NOAA/ESRL

Warunki atmosferyczne sprzyjały szybkiemu zamarzaniu wód zewnętrznych, gdzie było chłodno. Np. nad zachodnią częścią Morza Karskiego temperatury były 2
oC niższe od średniej 1981-2010. Jeszcze niższe odchylenie było na południu Morza Barentsa, także nad Morzem Ochockim. To zapewniło szybkie zamarzanie. Druga strona metanu jest taka, że rozpadający się wir polarny przyczynił się do wzrostu temperatur w centrum. Między półwyspem Tajmyr a Wyspą Ellesmere'a średnie odchylenie wyniosło 4oC. W praktyce temperatura wynosiła średnia -27oC, ale nie -31oC. Takie coś wpływa na tempo wzrostu grubości lodu. Animacja obok ilustruje przemieszczanie się mas powietrza i zmiany ich temperatur w dniach 16-30 grudnia 2021.

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

Grudzień w Arktyce nie będzie zimny. Średnia temperatura w drugiej połowie miesiąca była 3oC wyższa niż w XX wieku. Taka sytuacja, szczególnie gdy ma to miejsce w centralnej części czapy polarnej, prowadzi do wolniejszego przyrostu lodu. Nie ma wtedy znaczenia to, co dzieje się na Morzu Beringa czy Ochockim. Choć w przypadku tego pierwszego, małe rozmiary mogą otworzyć warunki dla przedwczesnych roztopów na Morzu Czukockim. 

Odchylenia temperatur od średniej 1958-2002 powierzchni arktycznych wód dla 31 grudnia w latach 2013-2021. DMI

Stosunkowo chłodna jesień nad obszarami zewnętrznymi i szybkie zamarzanie sprawiły, że dodatnie odchylenia temperaturowe arktycznych wód są dość mocno stonowane w przeciwieństwie do lat 2015-2020. Ale to wciąż są dodatnie odchylenia. Ciepłe wody staną ścieżkę dla ciepłych powietrza, które docierają nad Arktyką. Powietrze nie wychładza się wtedy tak, jak powinno. Dlatego w grudniu tego roku zachodnia Grenlandia i Morze Baffina doświadczyły w niektórych miejscach odwilży w środku nocy polarnej. Animacja obok przedstawia zmiany odchyleń temperaturowych wód w grudniu 2021. W wielu miejscach zmiany te nie były duże.


Grubość lodu morskiego w latach 2016-2021 dla 30 grudnia. Naval Research Laboratory, Global HYCOM

Zimy z lat 2019/20 i 2020/2021 były dość dobre dla czapy polarnej. Ta obecna na razie też jest dobra. Jaki jest tego efekt, to pokazuje powyższe zestawienie map grubości lodu. Jest trochę lepie niż rok temu i dwa lata temu, ale gorzej niż w poprzednich latach. Gruby na ponad 2,5 lód praktycznie nie istnieje. Podobnie jak w latach poprzednich dominuje lód sezonowy, mający około 1 metra grubości. Biorąc pod uwagę to, co może się wydarzyć w ciągu najbliższych lat, nie jest znaczącą poprawą. Ostatnie 10 lat jedynie spowolniło utratę lodu na skutek zmian letnich wzorców pogodowych. I nic po za tym, bo temperatury na Ziemi rosną.

Basen Arktyczny i Cieśnina Naresa 31 grudnia 2021. Zdjęcie wykonane jest w obrazie uzyskanym przy pomocy pomiaru tzw. temperatury jasnościowej. NASA Worldview

Morze Beauforta po lewej i Basen Arktyczny po prawej 31 grudnia 2021. Zdjęcie wykonane jest w obrazie uzyskanym przy pomocy pomiaru tzw. temperatury jasnościowej. NASA Worldview

Te dwa powyższe zdjęcia satelitarne pokazują, że sam pomiar satelitarny i krzywa na wykresie to nie wszystko. Stan arktycznego lodu nie jest dobry. Choć szczeliny i pęknięcia mają prawo pojawiać nawet w środku zimy, to nie w takiej skali i nie w takiej częstości. Każdy kolejny dzień grudnia pokazywał, że te szczeliny nie zanikały. Jak widać, rozpada się już tzw. łuk lodowy na Morzu Lincolna, co otworzy drogę do utraty lodu - jego dryf przez Cieśninę Naresa. Podsumowując, stan pokrywy lodowej w Arktyce wcale nie jest dobry, a tempo zamarzania wcale takie szybkie nie jest, skoro lód jest cienki i tworzy się w nim kra w środku nocy polarnej. 

Zobacz także: