Długotrwały ośrodek niskiego ciśnienia ostatecznie wyeliminował perspektywę megatopnienia

W tym roku, 10 lat po pamiętnych roztopach z 2012 r. rekordowego topnienia czapy polarnej nie będzie. Przyczyną nie jest brak globalnego ocieplenia. Wręcz przeciwnie, to właśnie zmiany klimatu uruchomiły mechanizmy, które od kilku lat spowalniają utratę lodu morskiego. 

Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2022 roku względem wybranych lat oraz średniej 1981-2010. Wykres pokazuje zapis dziennych odczytów w 5-dniowej średniej. NSIDC

Tempo spadku zasięgu lodu morskiego zaczyna stopniowo zwalniać. Całościowo, jeśli spojrzymy na okres 1-12 lipca, to redukcja zasięgu była szybsza od średniej wieloletniej - 90,5 tys. km²/dziennie. Niemniej zasięg lodu znajduje się ponownie poza pierwszą dziesiątką, bo tempo topnienia, jak pokazuje wykres znacznie spowolniło względem takich lat jak rok 2012 czy 2020. Oczywiście, w dalszym ciągu są to małe rozmiary. Czapa polarna jest mniejsza niż 30-40 lat temu, co ilustruje mapa obok (kliknij, aby powiększyć). Postępująca od kilku lat "atlantyfikacja" Arktyki skutkuje tym, że granica lodu morskiego w sektorze atlantyckim przebiega dalej na północ niż powinna. To duże zmiany z punktu widzenia zmian klimatycznych, które w przeszłości zachodziły na przestrzeni setek, tysięcy, wręcz milionów lat.

Sytuacja pogodowa w Arktyce. Po lewej: rozkład ciśnienia atmosferycznego w dniach 20 czerwca – 10 lipca 2022 roku. Po prawej: odchylenia temperaturowe w stosunku do średniej 1981-2010 dla wyżej wymienionego okresu. NOAA/ESRL

Od 18 czerwca w Arktyce utrzymuje się permanentnie ośrodek niskiego ciśnienia, który czasami sprzyjał roztopom. Powstał nawet dipol arktyczny, i wedle prognoz topnienie miało się nasilać. Dalsze prognozy uległy zmianie i teraz głęboki niż baryczny ze względu na swoje położenie hamuje proces topnienia lodu. To, to samo zjawisko, co np. w 2013 roku. Doszło do niego w szczytowym momencie nasłonecznienia Arktyki - w drugiej jego połowie, a więc między 20 czerwca a 10 lipca.  

Ilustracja 2. Zmiany zasięgu lodu morskiego w trakcie wrześniowego minimum. NSIDC

Chmury zablokowały promienie słoneczne i spowolniły tempo topnienia. O tym, że jest to wina bardziej globalnego ocieplenia, świadczy to, co pokazują pomiary i wyniki badań. Szybkie roztopy w latach 20002-2012, szczególnie w latach 2005-2012 zmieniły nieco atmosferę nad biegunem północnym. Stała się ona wilgotniejsza. Prąd strumieniowy też namieszał, zwiększając tendencję do powstawania układów niskiego ciśnienia. Gdyby przyjąć proste w fizyce założenie sprzężenia zwrotnego (albedo powierzchni wody), to w 2021 roku Arktyka byłaby wolna od lodu. Należy skupić się bardziej na niebieskiej krzywej na wykresie. Czyli, według dotychczasowego trendu, na który nałożyły się różne mechanizmy klimatyczne, Arktyka wolna od lodu będzie gdzieś w połowie tego wieku. 

To oczywiście dobra wiadomość, ale prędzej czy później topnienie przyspieszy, bo ocieplenie klimatu na Ziemi postępuje.

Tak więc będzie najdłużej działający blog w Polsce, w Europie, a może i na świecie.

 

Permanentny, ale słabnący niż baryczny może wyhamować topnienie

Od 18 czerwca nieustannie w Arktyce utrzymuje się aktywny (z ciśnieniem przeważnie poniżej 990 hPa) i sporych rozmiarów niż baryczny. Cyklon czasami przybiera postać sztormu, ale na ogół wiatry są umiarkowane do 50 km/h. Kilka dni temu prognozy wskazywały, że topnienie może mieć dramatyczny przebieg, ale sztorm wygasł, a niż baryczny, który go tworzył, zaczął słabnąć.

Zmiany zasięgu i koncentracji arktycznego lodu morskiego w dniach 4-8 lipca 2022 roku. AMSR2, University of Bremen

Tylko przez chwilę wiatr był silny. A więc, skoro niż baryczny na ogół nie nie generował silnego wiatru, szkody poczynione w czapie polarnej nie są duże, co nie znaczy, że nie ma ich wcale. Oczywiście trzeba zwrócić uwagę na kalendarz. Czerwcowe wiatry i te z początku lipca na ogół nie są zbyt niszczycielskie z uwagi na grubość. Co innego w przypadku sztormów pod koniec lipca albo już w ogóle w sierpniu, kiedy pokrywa jest zdecydowanie cieńsza niż na przełomie czerwca i lipca. Dlatego też, jak widzimy na animacji, zmiany nie są duże, ale są mimo wszystko zauważalne, i wykraczają poza normę. Pokazują to zresztą zdjęcia satelitarne poniżej.  

Rozproszone, dryfujące kry lodowej na Morzu Beauforta (lewa część zdjęcia) i Basenie Arktycznym (prawa część zdjęcia) 8 lipca 2022 roku. NASA Worldview

Przykładem jest północna część Morza Beauforta i obszar Basenu Arktycznego z nim sąsiadujący. Występuje tam kra lodowa, znajdująca się w dużym rozproszeniu. Lód mający taką postać jest podatny na dalsze topnienie.

 Zanikający lód wokół Wyspy Wrangla 8 lipca 2022 roku. NASA Worldview

Niż baryczny nie spowodował dużych zmian, jeśli chodzi o zasięg lodu, bo niże baryczne rozpraszają go. A trzeba zwrócić uwagę na to, mimo iż do Arktyki dostawało się ciepło, to jednocześnie dominowało duże zachmurzenie. Temperatury nie były więc wysokie przy powierzchni Ziemi. Zmiany jednak są, np. wokół Wyspy Wrangla gdzie temperatury były wyższe, i wraz z wiatrem doprowadziły do sporych strat. Długotrwale utrzymujący się układ niskiego ciśnienia za pomocą wiatru zdegradował pak lodowy w pobliżu bieguna północnego, co pokazuje zdjęcie obok (kliknij, aby powiększyć). To podobne zdarzenie do tego z 2013 roku, kiedy długotrwały cyklon z umiarkowanym, czasem silnym wiatr spowodował powstanie otwartych obszarów morskich w rejonie bieguna północnego.  

Prognozowane na 10-13 lipca 2022 roku warunki pogodowe w Arktyce i obszarach rozciągających się wokół niej. Tropical Tidbits

Ten cyklon będzie niezwykle długotrwałym zjawiskiem nad Oceanem Arktycznym. Potrwa co najmniej do połowy lipca. Jakie będą tego skutki dla czapy polarnej Arktyki? 

Prognozowane do 13 lipca uśrednione temperatury w Arktyce oraz ich odchylenia od średniej 1979-2000. Climate Reanalyzer

Ciśnienie atmosferyczne będzie wynosić około 990 hPa (cyklon słabnie), więc prędkość wiatru spadnie. Porywy nie będą przekraczać 60 km/h, najczęściej osiągając prędkość 45 km/h. W takiej sytuacji fizyczna presja na lód morski spadnie, więc topnienie z tego tytułu też. Do tego ten trwały układ niskiego ciśnienia przesunie się do centrum, więc dodatni dipol arktyczny zniknie (już to ma miejsce). To spowoduje, że niż baryczny zacznie spowalniać topnienie, z uwagi też na to, że wciąż będzie występować duże zachmurzenie. Tempo topnienia raczej nie spadnie od razu, ponieważ na obrzeżach będą dalej występować wyże baryczne, a ciepło będzie się dostawać na rubieże Basenu Arktycznego. Niż baryczny nie wychłodzi teraz atmosfery, temperatury tylko miejscami będą wynosić do 1^oC. Dominować będą wartości +0,5^oC miejscami +1^oC. Układ baryczny będzie dalej przynosić opady, zarówno deszczu, jak mokrego śniegu. Deszcz będzie wzmacniać topnienie, śnieg spowalniać.

Jeśli niż baryczny nie przesunie się nad Morze Łaptiewów lub Beauforta do połowy lipca, to tempo topnienia może spowolnić. W ciągu ostatniego tygodnia dziennie straty wynosiły około 96 tys. km²/dzień, średnia to 92 tys. km²/dzień. Należy spodziewać, że do połowy lipca tempo to utrzyma się lub nieznacznie spadnie do wartości średniej wieloletniej. Potem, jeśli nie dojdzie do zmiany sytuacji pogodowej, tempo spadku zasięgu lodu zmniejszy się do około 80 tys. km²/dzień. Dzięki temu nie tylko nie padnie rekord, ale wrześniowe minimum w ogóle nie spadnie poniżej 4 mln km².  Oczywiście trzeba wziąć pod uwagę możliwości wykorzystania energii wody (rosnące zresztą), ale tu musiałby w grę wejść układ cyklonalny o sile huraganu tak, jak w sierpniu 2012 roku. 

Zobacz także:

• Pożary, upały i silny wiatr - silne roztopy mogą zacząć się lada chwila, wtorek, 5 lipca 2022 Pożary lasów ogarnęły Alaskę, ciepła woda z rzeki Mackenzie leje się do Morza Beauforta, silna adwekcja ciepła nad regionem i permanentny sztorm w  Arktyce. Innymi słowy, Arktyka najprawdopodobniej wkracza w megatopnienie.
• Wraca perspektywa megatopnienia w Arktyce, niedziela, 3 lipca 2022 

PIOMAS (czerwiec 2022) - denialiści muszą jeszcze poczekać

Informacje dotyczące czerwcowej ilości lodu morskiego powinny ucieszyć zarówno ekologów, jak i sceptyków klimatycznych. Jednak dziewiąta najmniejsza w historii pomiarów wartość nie jest raczej powodem do radości, że w Arktyce w jakiś magiczny sposób doszło do zmiany sytuacji.

Objętość lodu w Arktyce w 2022 roku względem wartości z ostatnich lat i średniej 1979-2020. PIOMAS

Dane z modelu Pan-Arctic Ice Ocean Modeling and Assimilation System pokazują, że 30 czerwca 2022 roku objętość lodu w Arktyce wyniosła 13 479 km³, to dziewiąta najmniejsza w historii pomiarów wartość. Tabela obok (kliknij, aby powiększyć) przedstawia dokładną rozpiskę objętości lodu na 30 czerwca. W kolumnach przedstawione są różnice względem poprzednich lat i średnich dekadowych, także ich procentowe wartości. Miejsca zaznaczone na różowo, to lata, kiedy ilość lodu była większa niż w tym roku.  Przede wszystkim czapa polarna w Arktyce w dalszym ciągu zawiera w sobie znacznie mniejszą ilość lodu niż 20-30 lat temu. Od lat 90. XX wieku ilość lodu spadła o 40%. To pokazuje ogrom zmian, jakie zaszły w tak krótkim z punktu widzenia zmian klimatycznych czasie. 

Grubość lodu morskiego w czerwcu 2022 roku i jej odchylenia w stosunku do średniej 1981-2010. PIOMAS/Zachary Labe

Oczywiście denialiści klimatyczni wiedzą lepiej. Czapa polarna jest mniejsza i wyraźnie cieńsza niż w XX wieku, ale ludzie będą się pytać: dlaczego od kilku lat nic się nie dzieje, tak jakby zapomnieli np. rekordy, jakie miały miejsce w trakcie nocy polarnej w latach 2016-2018. Czerwcowa ilość lodu także nie przesadza o dalszych zmianach, gdzie przykładem jest rok 2019, kiedy w wysokie temperatury w maju i czerwcu sprawiły, że czapa polarna odnotowała rekordowo małą ilość lodu, ale ostatecznie nie doszło do pobicia rekordu, choć było bardzo blisko. Mapa obok pokazuje odchylenia grubości lodu w metrach w stosunku do lat 2011-2020 dla czerwca 2022.

Grubość arktycznego lodu morskiego w 2022 roku w zestawieniu z latami 1979-2021 i średnich wartości dekadowych. PIOMAS/Zachary Labe 

Istnieje szereg czynników, które decydują o tym, jak szybko topi się lód, i jaka jest z tego tytułu objętość. Największe to temperatury, ale nie tylko, bo w przypadku ilości lodu ważny jest eksport lodu przez cieśninę Fram, a co za tym idzie obecność dodatniego dipol arktycznego. Ilustruje to wykres obok. W pierwszej połowie czerwca tempo topnienia nie było szybko, gdyż nie pozwalały na to warunki atmosferyczne. Jednak pod koniec miesiąca pojawił się dodatni dipol arktyczny (silne wiatry w sektorze euroazjatyckim i wyż nad Morzem Beauforta. Efekt - duże przyspieszenie. Oczywiście w tej chwili raczej takich dużych spadków nie ma, bo szybko stopił się lód najcieńszy czy leżący najbliżej wybrzeży, gdzie panują wysokie temperatury. Zmiana warunków atmosferycznych w drugiej połowie czerwca spowodowała przyspieszenie spadku grubości lodu. Jeśli taka sytuacja utrzyma się w lipcu, to na koniec miesiąca ilość lodu znajdzie się w pierwszej piątce.

Zmiany średniej miesięcznej ilości lodu morskiego w Arktyce dla czerwca w latach 1979-2022. Dane PIOMAS

Podstawową przyczyną wystudzenia trendu spadkowego ilości lodu, jak zresztą jego powierzchni czy zasięgu jest zmiana wzorców pogodowych. Za tą zmianą, co i tak nie uwierzą denialiści, jest globalne ocieplenie. W latach 2000-2012 lód morski szybko się kurczył z roku na rok z powodu rosnących w Arktyce temperatur. Taka sytuacja wpłynęła na wir polarny i prąd strumieniowy, co zwiększyło tendencję do tworzenia się układów niskiego ciśnienia. Dużą rolę odegrała tu para wodna. Mniej lodu, a więc wyższe temperatury, to w tej części świata większe opady i zachmurzenie, co latem jest czynnikiem mocno hamującym topnienie. Z kolei zimą takie coś spowalnia zamarzanie. Pochmurna zimna doprowadziła do rekordowych małych ilości lodu w 2017 roku. 

Trudno powiedzieć, jak długo taki stan rzeczy się utrzyma. Czy jeszcze ze 2-3 lata, a może nawet kilkanaście lat będzie trzeba się męczyć z denialistami, aż w końcu temperatury na Ziemi, w oceanach i w Arktyce wzrosną tak mocno, że nawet przy płytkich, bezwietrznych i przy tym pochmurnych niżach barycznych, lód w Arktyce rozpuści się do zera. Nawet jeśli dopiero za kilkanaście lat dojdzie do tąpnięcia na wykresie, to z punktu widzenia zmian klimatu z przeszłości, będzie to coś bezprecedensowego.  

Zobacz także:

• PIOMAS (maj 2022) - zamrożone topnienie, piątek, 10 czerwca 2022 W 10. rocznicę rekordowego topnienia najprawdopodobniej nie będzie powtórki. Czapa polarna w sektorze amerykańskim (Morze Beauforta) topi się dość wolno, a ten region w przeszłości odgrywał decydująca rolę w biciu rekordów.
• PIOMAS (kwiecień 2022) - start z poziomu zerowego, wtorek, 10 maja 2022

Czerwiec 2022 - letnie przesilenie na Morzu Beauforta

Czapa polarna Arktyki charakteryzowała się sporymi jak na ostatnie lata rozmiarami lodu morskiego. Dość późno zaczęło się topnienie lodu na Morzu Barentsa, a z drugiej strony szybko roztopił się lód na Morzu Barentsa. Inaczej wyglądała sytuacja na Antarktydzie. 

Średni zasięg arktycznej pokrywy lodowej w czerwcu 2022 roku. Fioletowa linia pokazuje średni zasięg lodu z lat 1981-2010 dla czerwca. Sea Ice Index - NSIDC

Chociaż topnienie pokrywy lodowej w czerwcu tego roku było szybsze od średniej wieloletniej, to nie aż takie, by średnia miesięczna miała znaleźć się na podium. W poprzednich latach dzienne straty były większe niż w tym roku. Dlatego też średni zasięg arktycznego lodu morskiego wyniósł 10,86 mln km², co oznacza dziesiątą najmniejszą w historii pomiarów wartość. Czapa polarna w czerwcu tego roku była 0,9 mln km² mniejsza od średniej 1981-2010. Mapa obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje anomalie koncentracji lodu morskiego dla czerwca 2022 roku. Ze względu na brak roztopów w pierwszej połowie miesiąca, koncentracja jak zasięg lodu (extent) był na Morzu Beauforta wyraźnie większy niż zwykle.

Zmiany zasięgu i koncentracji arktycznego lodu morskiego w czerwcu 2022 roku. NSIDC/Sea Ice Analysis Tool   

Bardzo szybko w tym roku uwolniło się od lodu Morze Barentsa, co jest w dużej mierze związane z procesem tzw. atlantyfikacji regionu. Nieco większe niż w zeszłym roku były też zmiany na Morzu Czukockim. Poza akwenem Morza Beauforta w stosunkowo wolno na tle ostatnich lat zachodziły zmiany na Morzu Wschodniosyberyjskim i Łaptiewów. Choć owszem, zmiany są bardzo duże, jeśli spojrzy się na średnią wieloletnią. Perspektywa otwarcia Przejścia Północno-Wschodniego w lipcu tego roku jest bardzo wysoka. Pod koniec czerwca znacznemu obniżeniu uległa koncentracja lodu w pobliżu bieguna północnego, co było związane z działaniem silnego niżu barycznego.

Zmiany zasięgu arktycznego lodu morskiego w 2022 roku w stosunku do ostatnich lat i średniej 1981-2010.

Średnie tempo spadku zasięgu lodu morskiego w czerwcu 2022 roku wyniosło 83,2 tys. km²/dzień, średnia z okresu 1981-2010 to 56,2 tys. km²/dzień. Czapa polarna w czerwcu skurczyła się więc o prawie 2,5 mln km².

Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 dla czerwca 2022 roku. Wartość anomalii na poziomie ciśnienia 925 hPa (750 m.n.p.m). Prawa mapa przedstawia rozkład ciśnienia dla czerwca 2022. NOAA/ESRL

Czerwiec nie był zbyt ciepłym miesiącem w Arktyce, mieścił się w średniej z ostatnich kilkunastu lat. Najcieplejszymi obszarami była północna Kanady, gdzie temperatury były 5^oC Wysokie temperatury panowały też atlantyckiej części Oceanu Arktycznego, szczególnie wokół Svalbardu. Całościowo odchylenia na Morzu Barentsa nie były wysokie, ale fala ciepła pod koniec czerwca mocno wywindowała temperatury na północy Skandynawii. W Tromsø padł rekord - temperatura 28 czerwca wzrosła do 29,9^oC. W Saltdal na północy Norwegii było 31,6^oC.  Rozkład baryczny w czerwcu przypominał dodatni dipol arktyczny, ale nad Grenlandią panowało niskie ciśnienie. Sam jego gradient między obszarem euroazjatyckim a amerykańskim był niewielkie.

Zmiany średnich miesięcznych temperatur w latach 1975-2022 dla czerwca (obszar - 65-90^oN). Wykres przedstawia zmiany roczne (cienka krzywa) i zmiany wygładzonej średniej 5-letniej (grubsza krzywa). NOAA/NCEP

Czerwiec 2022 był w Arktyce miesiącem przeciętnym jeśli chodzi o temperatury. Średnia temperatura przypowierzchniowa w obszarze 66-90^oN wyniosła 2,86^oC, to jedynie 0,12^oC więcej niż wynosi średnia 1981-2010.

Średni miesięczny zasięg lodu morskiego dla czerwca w latach 1979-2022.

Średnioroczne tempo spadku zlodzenia w trendzie wynosi dla czerwca 2022 roku 45,7 tys. km², a więc 3,9% na dekadę w stosunku do średniej 1981-2010. Od 1979 roku zlodzenie arktycznych wód w przypadku czerwca skurczyło się o 1,97 mln km².

Spóźnione topnienie na Morzu Beauforta
Warunki dla roztopów na Morzu Beauforta w pierwszej połowie czerwca były złe, więc lód zaczął przyrastać po przedwczesnych majowych roztopach. Sytuacja zmieniła się w drugiej połowie miesiąca.

Zdjęcie satelitarne amerykańskiej części Oceanu Arktyce z wyróżnieniem obszaru Morza Beauforta 20 i 26 czerwca 2022 roku. Czerwony obrys przedstawia stan lodu w przybliżeniu pokazany w prawym górnym rogu ilustracji. NASA Worldview

W drugiej połowie miesiąca wyraźnie zaczął kształtować się dodatni dipol arktyczny, co oznacza wysokie ciśnienie w sektorze amerykańskim. Taka sytuacja doprowadziła do uruchomienia roztopów na Morzu Beauforta. Małe zachmurzenie przełożyło się na rosnące temperatury, w wyniku czego na powierzchni pojawiły się stawy roztopowe, a pak lodowy zaczął podlegać fragmentacji.

"Atlantyfikacja" Morza Barentsa
Na Morzu Barentsa od wielu lat utrzymuje się niski zasięg lodu morskiego. W wyniku występowania coraz większej liczby dni bez lodu zmieniać się zaczyna klimat regionu.

Zmiany temperatur w regionie Morza Barentsa. Po lewej: zmiany średniej temperatury powietrza na dekadę w latach 1981-2020. Po prawej: zmiany średniej temperatury wód Morza Barentsa na dekadę w latach 1981-2020. Nature

Obserwuje się wzrost temperatur, którego tempo jest znacznie wyższe nie tylko w przypadku całego globu, ale i nawet samej Arktyki. Niedawno zostały przedstawione wyniki badań odnośnie zmian zachodzących w obszarze Morza Barentsa. Badacze zaobserwowali proces tzw. atlantyfikacji Morza Barentsa. Miejsce lodu zajmuje ciepła i słona woda morska z południa, która zaburza stratyfikację morza. W wyniku tego warunki dla tworzenia się lodu morskiego są trudniejsze. Atlantyfikacja zmienia przy tym warunki atmosferyczne: więcej sztormów, większe zachmurzenie w porze zimowej, wyższe fale morskie z racji silniejszych wiatrów. Cały region zaczyna przypominać np. obszar Morza Norweskiego. 

Antarktyda idzie drogą Arktyki?
Czy po wielu latach stopniowego przyrostu lodu morskiego wokół Antarktydy sytuacja zaczyna się odwracać. Patrząc na lata 2016-2022 można powiedzieć, że tak. 

Procentowe odchylenia zasięgu lodu morskiego na Oceanie Południowym w latach 1979-2022 dla czerwca. Sea Ice Index - NSIDC

W tym roku minimum lodu morskiego na Oceanie Południowym było rekordowo małe. Okres zimowy na Antarktydzie (tam jest teraz noc polarna) podobnie jak letni charakteryzuję się rekordowymi wartościami zasięgu lodu morskiego. O ile w kwietniu i w maju zamarzanie się umocniło, to w czerwcu doszło do wyhamowania. W trzeciej dekadzie miesiąca lód morski zaczął tam notować rekordowo małe wartości. Na koniec miesiąca jego zasięg był 1,28 mln km² mniejszy od średniej 1981-2010. Mapa obok przedstawia średni dla czerwca tego roku zasięg i koncentrację lodu morskiego. Przyczyną powolnego przyrostu lodu są temperatury. O ile odchylenia w głębi lądu nie mają żadnego znaczenia w porze zimowej, to nad otwartym Morzem Weddella już tak. W czerwcu było tam nawet 7^oC cieplej niż zwykle. Do tego w grę wchodzą temperatury wód. W niektórych przypadkach lód morski przyrastał bardzo słabo mimo wiejącego od kontynentu zimnego wiatru, tak było na Morzu Amundsena. 

Na podstawie National Snow and Ice Data Center: Clear solstice skies over the Arctic

Zobacz także:

• Maj 2022 - dziury w lodzie, wtorek, 7 czerwca 2022 Zasięg występowania lodu morskiego zarówno w Arktyce jak i wokół Antarktydy na Oceanie Południowym był w maju tego roku niższy niż zwykle. Przyczyną jest globalne ocieplenie, ale w Arktyce tym razem pokrywa lodowa miała dość spore jak na ostatnie lata rozmiary. 
• Kwiecień 2022 - wczesne topnienie u wybrzeży Alaski, środa, 4 maja 2022