środa, 26 stycznia 2022

Cyklon przeszedł nad Morzem Barentsa - dramatyczne zmiany

Potężny cyklon, który powstał u wybrzeży Grenlandii 23 stycznia, zniszczył duży obszar lodu na Morzu Barentsa. Trwało to dosłownie dwa dni. 

Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2022 roku w stosunku do wybranych lat i średnich dekadowych. JAXA

Zdarzenie to wpłynęło na sumaryczną wartość zasięgu lodu morskiego. W ciągu ostatnich trzech dni według danych JAXA pokrywa lodowa skurczyła się 0,14 mln
km2. Jest to dość spora strata, mimo iż o tej porze roku zdarzają się okresowe spadki, kiedy sezon zamarzania powoli zbliża się do końca. Jedyne pocieszenie co do tej kwestii jest takie, że zasięg lodu wciąż pozostaje poza pierwszą dziesiątką - dziesiątką lat zaliczanych do tego wieku, a nie poprzedniego. Spadła także powierzchnia lodu (area), o wartość jeszcze większą niż w przypadku zasięgu. Ostatniego dnia było to 0,12 mln km2. I teraz powierzchnia lodu ponownie ma wartość typową dla minionej dekady, a nie jak wcześniej - pierwszego dziesięciolecia XXI wieku. 
 
 
Zmiany zasięgu i koncentracji arktycznego lodu morskiego w sektorze atlantyckim w dniach 22-25 stycznia 2022 roku.  AMSR2, University of Bremen

Największy oczywiście spadek miał miejsce na Morzu Barentsa, co ilustruje powyższa animacja oraz wykres obok. Silny wiatr utworzył wyłom w paku lodowym na północ od Svalbardu, tworząc zatokę ciągnącą się do wysp Ziemi Franciszka Józefa. Mocno też cofnął się lód przy Nowej Ziemi. W sumie akwen stracił prawie 0,2 mln
km2 lodu, a całościowa zmiana w wielkości lodu dla stycznia jest teraz wyraźnie ujemna. To są dramatyczne zmiany z uwagi na to, że w ciągu ostatnich dwóch lat doszło do regeneracji lodu w tej części Arktyki. Według PIOMAS grubość lodu na Morzu Barentsa w grudniu 2021 była większa niż w ostatnich latach, utrzymała się w normie wieloletniej 1981-2010. 

Warunki pogodowe w Arktyce i obszarach rozciągających się wokół niej dla 24 stycznia 2022 roku. Tropical Tidbits
 
Dane z modelu PIOMAS za styczeń będą już wyglądać nieco inaczej. Za luty (raport pojawi się w marcu) będzie to już duża negatywna zmiana. Chyba że warunki w lutym ulegną poprawie. To był potężny układ niżowy z ciśnieniem poniżej 950 h/Pa wręcz o sile huraganu. Stała prędkość wiatru przekraczała 60 km/h, a miejscami nawet 80 km/h. Z kolei wiatr w porywach w sąsiedztwie równoleżnika 80
oN 24 stycznia osiągał nawet 135 km/h - to jest prędkość cyklonu tropikalnego. Tak duża siła, to efekt ocieplającego się klimatu. Napędza ją rosnąca polaryzacja mas powietrza. Mapa obok przedstawia wizualizację siły i układu wiatrów w Arktyce 24 stycznia 2022. W przyszłości "altantyfikacja" regionu będzie skutkować większą ilością sztormów, i wiatru o sile tropikalnego huraganu.  
 
U góry: odchylenia temperaturowe od średniej 1979-2000 w Arktyce dla 25 stycznia 2022. Na dole: wysokość geopotencjału, która ilustruje stan pogodowy i układ wiru polarnego w troposferze. Climate Reanalyzer
 
Cyklon wpuścił do Arktyki sporą dawkę ciepła, ale nie doszło do pobicia rekordów temperatur i powtórki z przełomu np. 2015/16 roku. Inny wzór baryczny podniósł znacznie temperatury na Alasce i nad Morzem Beauforta. Mamy do czynienia z dezintegracją wiru polarnego w troposferze - efekt próby, a mocnej próby rozpadu wiru stratosferycznego. Zmiany te związane są ze spadkiem różnic temperatur - więc wir polarny w troposferze rozpada się, a prąd strumieniowy meandruje. Przedstawia to dolna mapa ze strony Uniwersytetu w Maine.  Oczywiście w przypadku Ameryki zmianom sprzyja geografia terenu, ale ocieplenie klimatu w Arktyce wymusza jeszcze większe odchylenia. Ostatnio w Jukonie temperatury podchodzą pod zero stopni, punktowo tę wartość przekraczając. Z kolei w Grecji jest zima, co ilustrują obie mapy. 
 
Cyklon może pogorszyć stan czapy polarnej nie tylko poprzez siłę fizyczną, a także poprzez wprowadzenie wilgotnego powietrza - para wodna. Pokazuje to powyższa mapa obok. Inny wzór baryczny wpuścił wilgoć nad Morze Beauforta. W mokrym powietrzu znajduje się większy potencjał ciepła - para wodna jest gazem cieplarnianym, bo cząsteczki wody utrzymują energię cieplną. Potem woda zamarza, i oddaje ciepło do atmosfery. Arktyka przestaje być suchym i lodowanym miejscem. Tworzą się więc nowe - złe warunki, które będą wpływać na dalszy rozwój sytuacji, pogarszając stan czapy polarnej. 

Zobacz także:

sobota, 22 stycznia 2022

Atlantycki wiatr o sile huraganu uderzy w region Morza Barentsa

Tej zimy rozmiary czapy polarnej w Arktyce są imponujące jak na ostatnie lata. Rozlegle pola lodowe ciągną się na Morzu Beringa, jak i na Barentsa. Wszystko pozornie wydaje się być w porządku. Mapa obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje aktualny zasięg i koncentrację lodu morskiego wokół archipelagu Svalbard.  Sytuacja wygląda zupełnie inaczej niż np. w 2017 roku, kiedy archipelag był kompletnie wolny od lodu o tej porze roku. Arktyka w latach 2015/16-2018/19 doświadczała ekstremalnych warunków zimowych, prowadzących do ogromnej degradacji lodu. Tej zimy sytuacja jak na razie jest zgoła inna, ale potężne sztormy, które pojawiają się na północnych krańcach Atlantyku, mogą to zmienić.

Dzisiejsze i prognozowane warunki pogodowe w Arktyce i obszarach rozciągających się wokół niej na 23-24 stycznia 2022 roku. Tropical Tidbits 

W region Morza Grenlandzkiego i Barentsa uderzył dziś sztorm - bardzo głęboki układ niskiego ciśnienia - ciśnienie 953 hPa. Generuje on wiatr w porywach do 100 km/h. Sztormy nad północnymi krańcami Oceanu Atlantyckiego nie są niczym szczególnym, ale ich siła i ilość w ostatnich latach rośnie. Sztormy uderzają w regiony, gdzie wcześniej były rzadkie z uwagi na typ klimatu. Klimat polarny jest suchy, nie ma tam warunków, które ogólnie sprzyjają takiej pogodzie. 

Wizualizacja dzisiejszych i prognozowanych do 25 stycznia kierunków i natężenia wiatru. Eearthnet

Cieplejsze wody Atlantyku i cieplejsza atmosfera sprawiają, że istnieją warunki do tworzenia się cyklonów. Jednocześnie Arktyka, nawet dziś pozostaje relatywnie chłodnym miejscem. Nie zawsze musi być ciepła ponad normę, to samo dotyczy Grenlandii, która może posłużyć za element polaryzacji mas powietrza. Powstają więc silne sztormy, które nie tracą na sile nad 80oN, a więc obszarem, który zwykle pokrywa lód. Jest go nieco więcej, ale i tak mniej niż w XX wieku. Z kolei wody północnych krańców Atlantyku z racji ocieplającego się globalne klimatu i z wielkości arktycznego lodu są cieplejsze niż kiedyś. Nie tak, jak w ostatnich latach, ale jednak. Wraz z relatywnie chłodną Arktyką dają gradient dla układów barycznych. Według prognoz 25 stycznia powstanie bomba cyklonowa między Svalbardem a Ziemią Franciszka Józefa - ciśnienie spadnie nawet do 937 hPa, a wiatr będzie wiał z prędkością huraganu pierwszej kategorii. 1000 km na północ od koła polarnego.

 

Mozaika zdjęć satelitarnych Morza Barentsa wykonanych w podczerwieni w dniach 19-21 stycznia 2022 roku. Sentinel-1 AB, Sea Ice Denmark

Tego typu zdarzenia związane z "atlantyfikacją" Arktyki będą czymś normalnym w przyszłości. Za kilka dni przekonamy się, jaki wpływ na lód morski Morza Barentsa miał sztorm, a także przyległej części Basenu Arktycznego. 

Zobacz także:


 

wtorek, 18 stycznia 2022

Arktyka zamienia się w krainę deszczu znacznie wcześniej, niż prognozowano

W miarę jak Arktyka ociepla się szybciej niż reszta świata, przybywa dowodów na to, że region ten doświadcza bezprecedensowych zmian środowiskowych. Jedną z nich są zmiany w opadach. Przewiduje się, że w XXI wieku będą zachodzić zmiany w cyklu hydrologicznym regionu, przy zwiększonym parowaniu z coraz bardziej wolnych od lodu obszarów arktycznych mórz i większej ilości opadów. Najnowsze prognozy modelu z szóstej fazy Coupled Model Intercomparison Project (CMIP6) wskazują na szybsze ocieplenie Arktyki i utratę lodu morskiego do końca tego wieku niż w poprzednich prognozach, a w konsekwencji na większe i szybsze zmiany w cyklu hydrologicznym. Arktyczne opady (deszcz) wzrastają szybciej w modelu CMIP6 niż w CMIP5 z powodu większej skali ocieplenia klimatu, a tym samym transportu wilgoci w kierunku biegunów, większego przy tym arktycznego wzmocnienia i i utraty lodu morskiego. Przewiduje się, że przejście od Arktyki zdominowanej przez śnieg do Arktyki zdominowanej przez deszcz latem i jesienią nastąpi kilkadziesiąt lat wcześniej i przy niższym poziomie globalnego ocieplenia, potencjalnie w świecie cieplejszym poniżej wartości 1,5°C, co będzie miało głębokie konsekwencje klimatyczne, środowiskowe i społeczno-gospodarcze.

Ogóle założenie naukowe
Panuje powszechna zgoda co do tego, że opady w Arktyce wzrosną w XXI wieku, przy czym szacunki wahają się od 30% do 60% do roku 2100 (Bintanja i inni, 2017). Wilgotniejsza Arktyka wynika ze zwiększonego parowania, będącego skutkiem większej ilości otwartej wody wskutek utraty lodu morskiego; wyższych temperatur powietrza, zwiększających zdolność atmosfery do przenoszenia wilgoci; oraz zwiększonego transportu wilgoci w kierunku biegunowym.

Oczekuje się również, że w takiej sytuacji będzie to widoczne w sektorze atlantyckim. Zjawisko to w region Morza Barentsa i Grenlandzkiego już teraz jest  obserwowane (Bintanja i inni, 2017). Nie ma jednak pewności co do regionalnego zasięgu i sezonowości tych zmian. Z wcześniejszych badań wynika, że opady deszczu zwiększą się wiosną, jesienią i zimą, teraz z kolei przewiduje się, że opady deszczu i śniegu zwiększą się w niektórych regionach jesienią i zimą. Te zwiększone opady, zdominowane przez deszcz, mogą mieć wyraźny wpływ na bilans masy lądolodu grenlandzkiego (Fettweis i inni, 2013) i globalny poziom morza, odprowadzanie wód rzecznych do oceanu, zasięg i grubość arktycznego lodu morskiego, zmarzlinę, a także florę, faunę i wpływ na systemy społeczno-ekologiczne (Stammler i inni, 2020).

Wyniki nowych badań w ramach szóstej fazy projektu Coupled Model Intercomparison Project (CMIP6) umożliwiają ocenę najnowszych prognoz zmian klimatu w ramach różnych scenariuszy wymuszania emisji. W porównaniu z CMIP5, CMIP6 poprawił symulacje średniego stanu lodu morskiego i trendów w okresie obserwacji satelitarnych, jak również poprawił symulacje historycznej pokrywy śnieżnej i globalnych intensywności opadów. W takiej sytuacji wychodzimy z założenia że inne aspekty cyklu hydrologicznego, takie jak opady w Arktyce również uległy poprawie (Scoccimarroi inni, 2020).

Przedstawione wyniki badań obejmują prognozy zmian opadów w Arktyce do 2100 roku. Kluczowym wnioskiem jest to, że CMIP6 przewiduje większy i szybszy wzrost opadów oraz wcześniejsze przejście do Arktyki zdominowanej przez opady latem i jesienią.

Przewidywane zmiany do końca XXI wieku
Średnia z zestawu wielu modeli opadów w Arktyce wzrasta we wszystkich porach roku w XXI wieku, zwłaszcza jesienią, dla scenariuszy emisji CO2 Reprezentatywnej Ścieżki Stężenia 8.5 (RCP8.5) i Wspólnej Ścieżki Społeczno-Ekonomicznej 5-8.5 (SSP5-8.5)  w scenariuszach CMIP5 i CMIP6. Ten całkowity wzrost opadów jest w dużej mierze zdominowany przez wzrost opadów we wszystkich porach roku w obu modelach CMIP. W lecie i jesienią wzrostowi opadów towarzyszy spadek opadów śniegu. Zimą jednak opady śniegu nadal rosną i pod koniec stulecia pozostaną dominującym typem opadów na większości obszaru Arktyki. Wiosną opady śniegu ulegają niewielkim zmianom na przestrzeni stulecia.

Zmiany w całkowitych opadach (TP) (czerwona krzywa wraz z odchyleniami standardowymi), opadach śniegu (snow - niebieska krzywa) i opadach deszczu (rain - zielona krzywa) w modelu CMIP5 i CMIP6 w stosunku do średniej 1981-2009 dla a grudnia-lutego (DJF), b marca-maja (MAM), c czerwca-sierpnia (JJA) i d września-listopada (SON). Jasnoniebieska pionowa przerywana linia oznacza koniec okresu historycznego dla CMIP5, a jasnofioletowa pionowa przerywana linia oznacza koniec okresu historycznego dla CMIP6. 
W prawej części jest przedstawione zastosowanie scenariuszy emisyjnych RCP8.5 i SSP5-8.5 dla CMIP5 i CMIP6. Cienie wokół każdej linii podkreślają rozrzut oparty na dolnych 5ciu i 95ciu. percentylach wśród członków modelu. Wykresy skrzypiec przedstawiają rozpiętość modeli od 2090 do 2100 roku dla każdego opadu całkowitego (TP), opadu śniegu (snow) i opadu deszczu (rain), przy czym czarne przerywane linie reprezentują 25ty. i 75ty. percentyl, a czarna pionowa linia reprezentuje średnią wszystkich modeli. Nature Communications

Ogólnie rzecz biorąc, model CMIP6 przewiduje większy wzrost opadów niż CMIP5, zdominowany przez zwiększone opady deszczu. Pod koniec tego wieku w stosunku do roku 2000 następuje 422% wzrost opadów w CMIP6 w porównaniu do 260% w CMIP5 w zimie; odpowiednie wartości wynoszą 261% i 141% wiosną, 71% i 51% latem oraz 268% i 192% jesienią. Rezultatem są różnice: około 0,3 mm dziennie lub 27,3 mm na sezon w opadach do 2100 roku między dwoma CMIP jesienią i różnicą około 0,2 mm dziennie (18,2 mm na sezon) wiosną i zimą. Tendencje są również większe w CMIP6 jesienią, opady wzrastają o 0,9 mm dziennie (81,9 mm na sezon) od 2020 do 2100 roku w porównaniu z 0,7 mm dziennie-1 (63,7 mm na sezon) w CMIP5, co daje 24% większy wzrost opadów.  Większe wzrosty opadów symulowane są również w innych porach roku - zima ma o 39% większy wzrost w CMIP6, podczas gdy wiosna i lato mają odpowiednio 36% i 14% większe wzrosty. W CMIP6 obserwuje się większe zmniejszenie opadów śniegu latem (16%) i jesienią (38%) pod koniec wieku, co jest zgodne z krótszym sezonem występowania pokrywy śnieżnej niż zakładały to wcześniejsze prognozy. Podobne wzorce pojawiają się dla scenariusza RCP4.5, choć zmiana opadów w poszczególnych sezonach jest skromniejsza niż dla RCP8.5, co wiąże się z mniejszą ilością CO2, a tym samym mniejszymi skutkami ocieplenia klimatu. 

Nie tylko średnie zmiany w zestawie modeli są większe w CMIP6 niż w CMIP5, ale istnieje również większy rozrzut między modelami w CMIP6, co wskazuje na większą niepewność w prognozowanych zmianach opadów. Większy rozrzut w całkowitych opadach, opadach deszczu i śniegu w CMIP6 jest prawdopodobnie związany z większym rozrzutem w temperaturze powietrza przy powierzchni Ziemi, otwartej wodzie i wartości strumieniu wilgoci w kolumnie atmosfery pod koniec wieku (2091-2100).

Lewa kolumna pokazuje zmiany w a, e opadach śniegu i c, g opadach deszczu pod koniec tego wieku w a, c grudniu-lutym (DJF) i e, g wrześniu-listopadzie (SON) w modelu CMIP6. Zakreskowane obszary to regiony, w których różnice nie są istotne statystycznie na 95% poziomie ufności. 
Prawa kolumna pokazuje różnicę w opadach śniegu b, f i opadach deszczu d, h na koniec tego wieku (2091-2100) w stosunku do początku tego wieku (2005-2014) pomiędzy CMIP5 i CMIP6 (CMIP6-CMIP5) dla b, d grudzień-luty i f, h wrzesień-listopad. zakreskowane obszary wskazują na istotność statystyczną na 95% poziomie ufności. Nature Communications

W CMIP6 przewiduje się również bardziej rozległe zmiany przestrzenne w opadach śniegu i deszczu w Arktyce, zwłaszcza jesienią i zimą w przypadku scenariusza RCP8.5, a w mniejszym stopniu w przypadku RCP4.5. Do 2100 roku w obu zestawach CMIP przewidywane są duże wzrosty jesiennych opadów w Arktyce, ale są one wyraźniejsze w CMIP6, ze statystycznie istotnym wzrostem do 0,6 mm dziennie wokół Grenlandii i Morza Barentsa. Towarzyszy temu większy statystycznie istotny spadek jesiennych opadów śniegu o około 0,4 mm dziennie w porównaniu z CMIP5, z wyjątkiem wschodniej Grenlandii. Chociaż różnice między CMIP6 a CMIP5 są przestrzennie bardziej ograniczone w zimie niż jesienią, większe wzrosty opadów są widoczne w CMIP6 na całym Oceanie Arktycznym i morzach peryferyjnych, zwłaszcza na Morzu Grenlandzkim i Morzu Barentsa. Przewiduje się znaczny wzrost opadów śniegu zimą do 2100 roku, co jest zgodne z ustaleniami Krastinga, który ocenił symulacje CMIP5. Jednak te wzrosty opadów śniegu są ponownie większe w CMIP6, zwłaszcza na Syberii i kanadyjskim Archipelagu Arktycznym. Chociaż różnice między CMIP6 a CMIP5 wiosną i latem są mniej wyraźne, CMIP6 zakłada większy wzrost opadów zbiegający się z większym spadkiem opadów śniegu w porównaniu z CMIP5, w całej Arktyce i w obu porach roku.

Przejście do opadów zdominowanych przez deszcz
Przejście z reżimu opadów zdominowanych przez śnieg do reżimu opadów zdominowanych przez deszcz następuje wcześniej w modelu CMIP6, szczególnie jesienią. W tym przypadku, jak pokazuje zestaw map poniżej (mapa l) większość Oceanu Arktycznego, Syberii i Archipelagu Kanadyjskiego zostaje zdominowana przez opady deszczu jedną lub dwie dekady wcześniej. Choć zmiany do końca stulecia rysują się jako radykalne, to większość Arktyki pozostanie w dużej mierze zdominowana przez opadu śniegu zimą i wiosną do końca tego wieku.

Liczone w dekadach stany przejścia z reżimu opadów zdominowanego przez śnieg do reżimu zdominowanego przez deszcz dla CMIP6 (pierwsza kolumna) i CMIP5 (druga kolumna), przyjmowanych jako moment, w którym roczny opad śniegu w stosunku do rocznego opadu spada poniżej 50% i ich różnic (trzecia kolumna) dla a-c grudzień-luty (DJF), d-f marzec-maj (MAM), g-i czerwiec-sierpień (JJA) i j-l wrzesień-listopad (SON). Obszary, które nie przejdą do 2100 roku są zacieniowane na niebiesko. Obszary zacieniowane na biało w pierwszych dwóch kolumnach to obszary zdominowane przez opady deszczu przed rokiem 2000. Nature Communications

Występują też regionalne różnice. Przejście do reżimu opadowego zarówno zimą, jak i wiosną następuje około 10 lat wcześniej na Morzu Barentsa w CMIP6 (mapa c i f), ale wiosną przechodzi później niż w CMIP5 w części Ameryki Północnej i Europy. To późniejsze przejście na wiosnę jest prawdopodobnie spowodowane wyższym współczynnikiem opadów śniegu w CMIP6 na początku tego wieku. Miejsce, gdzie opady śniegu będą ustępować opadom deszczu jest nawet Grenlandia, wraz z wznoszącą się na wysokości ponad 3000 m.n.p.m. centralną częścią lądolodu. Tam na przełomie XXI i XXII wieku w okresie letnim będą dominować już opady deszczu, a nie śniegu. Ewentualnie stanie się to w pierwszych dekadach XXII wieku. Warto przypomnieć, że w sierpniu 2021 roku na Summit Station zanotowano pierwszy raz w historii opady deszczu.

Przewidywane zmiany opadów atmosferycznych w ramach scenariuszy globalnego ocieplenia
Biorąc pod uwagę konieczność utrzymania się w granicach od 1,5°C do 2°C globalnego ocieplenia, aby złagodzić skutki poważnej zmiany klimatu, warto zbadać, jak te granice temperatury wiążą się z przejściem do systemu opadów zdominowanego przez deszcz w całej Arktyce. Oceniając poszczególne regiony w skali całego roku, morza Beauforta, Czukockie, Beringa, Łaptiewów i Wschodniosyberyjskie pozostaną zdominowane przez opady śniegu zarówno w przypadku ocieplenia o 1,5 °C, jak i 2 °C, natomiast przejście na system opadów zdominowany przez deszcz prawdopodobnie nastąpi na Morzu Grenlandzkim i Norweskim, niezależnie od limitu 1,5°C lub 2°C, zwłaszcza w CMIP6. W zachodniej Rosji i Europie przejście na opady deszczu wymaga raczej globalnego ocieplenia o 2°C, przy czym model CMIP6 bardziej wykazuje taką zmianę niż CMIP5. Oczekuje się, że region Grenlandii przejdzie na opady zdominowane przez deszcz przy ociepleniu o 1,5°C tylko w modelu CMIP6, ale w obu modelach, gdy zrealizowane zostanie ocieplenie o 2°C. Przeanalizowany został również stosunek opadów śniegu dla ocieplenia klimatu o 3°C, ponieważ uważa się, że prawdopodobieństwo utrzymania się ocieplenia o 2°C wynosi tylko około 5% przy obecnie realizowanej polityce. Przy ociepleniu o 3°C większość regionów, z wyjątkiem tych w pacyficznym sektorze Arktyki, przejdzie na system zdominowany przez deszcz. Jednakże w ujęciu sezonowym, do końca wieku zima nadal będzie zdominowana przez opady śniegu, a przy globalnym ociepleniu o 3°C większość regionów Arktyki będzie zdominowana przez opady śniegu zimą i wiosną.

 

Podsumowując powyższe wyniki badań pokazują, że Arktyka będzie w ciągu najbliższych dziesięcioleci przechodzi z typowego polarnego klimatu, gdzie dominuje śnieg, w klimat bardziej północnoatlantycki, gdzie dominuje deszcz. Trzeba też wziąć pod uwagę fakt, że nawet zimą będą lata, gdzie w drugiej połowie tego stulecia niektóre regiony doświadczą częściej deszczu niż śniegu. W ciągu ostatnich pięciu lat kilkakrotnie zanotowano temperatury powyżej zera na w okresie grudzień-styczeń w pobliżu bieguna północnego. Wyższe temperatury, a tym samym częstsze odwilże będą skutkować częstszymi opadami deszczu. Opady te będą dodatnim sprzężeniem zwrotnym, prowadzącym do redukcji lodu morskiego.


Na podstawie New climate models reveal faster and larger increases in Arctic precipitation than previously projected, Nature Communications

niedziela, 16 stycznia 2022

Raport za I połowę stycznia - naturalne zmiany w drugiej połowie nocy polarnej

Arktyczna pokrywa lodowa w styczniu tego roku cechuje się dość sporymi rozmiarami, które są efektem zmian pogodowych, jakie kształtowały się w pierwszej połowie nocy polarnej. Na początku stycznia 2022 roku tempo zamarzania arktycznych wód wyhamowało, ale można tu mówić spokojnie o czymś normalnym, czymś uzasadnionym. Powodem są rozmiary (zasięg/powierzchnia lodu morskiego. Wir polarny w troposferze osłabł pod koniec grudnia, i trend utrzymał się jeszcze przez kilka styczniowych dni. Potem doszło do ponownego umacniania się typowo polarnych warunków w Arktyce. 
 
Zobacz mapę koncentracji arktycznego lodu morskiego w tak zwanych fałszywych barwach.    
 
Zasięg i koncentracja arktycznego lodu morskiego. AMSR2, University of Bremen
 
Czapa polarna osiągnęła całkiem imponujące jak na ostatnie lata rozmiary, co z pewnością zainteresuje negacjonistów klimatycznych. Obecne rozmiary nie świadczą jednak o tym, że proces ocieplania się klimatu uległ zatrzymaniu, czy też zaczął się cofać. Podobnie gabaryty lód morski miał w styczniu 2012 roku. Ostatni raport PIOMAS z Polar Science Center pokazuje, że powierzchnia to nie wszystko, słabo bowiem wygląda grubość lodu.  Animacja obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje zmiany zasięgu i koncentracji arktycznego lodu morskiego w pierwszej połowie stycznia 2022 roku.
 
Zmiany tempa zwiększania/zmniejszania się zasięgu lodu morskiego w 2021/22 roku w zestawieniu ze zmianami z 2012/13 i 2020/21 roku oraz średniej z ostatnich 10 lat. 
 
Tempo przyrostu zasięgu lodu spowolniło na początku stycznia, co jest czymś normalnym w związku z rozmiarami - przebiegiem granicy lodu. Kra lodowa i pak lodowy dotarły do miejsc, gdzie warunki dla zamarzania są słabe. Wspomniana wyżej zmiana wzorca pogodowego także miała swój wpływ. W pewnym momencie, co ilustruje wykres, zasięg lodu kurczył się.

Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2021/22 roku i wyszczególnienie względem wybranych lat oraz średniej 1981-2010. Wykres pokazuje zapis dziennych odczytów w 5-dniowej średniej. NSIDC

Zasięg lodu morskiego w połowie stycznia 2022 znalazł się poza pierwszą dziesiątką - 13,79 mln
km2, znajdując się w obrębie odchylenia standardowego mediany 1981-2010, co ilustruje wykres. W ostatnich latach taka sytuacja nie miała miejsca. Tym samym zasięg lodu 15 stycznia był 0,58 mln km2 mniejszy od średniej wieloletniej, to 4,06% różnicy, a więc mało jak na ostatnie lata. Rok temu różnica wynosiła 7,2%. Mapa NSIDC obok ilustruje aktualne różnice w zlodzeniu arktycznych wód względem średniej 1981-2010. Są one niewielkie, w wielu miejsca granica lodu przebiega dalej na południe niż zwykle. 


Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2022 roku w stosunku do wybranych lat i średnich dekadowych. Mapa przedstawia zasięg w zestawieniu ze średnią lat 90. XX wieku. JAXA

Według danych JAXA czapa polarna w połowie stycznia tego roku była czternastą najmniejszą w historii pomiarów. Niemal tyle samo co w 2012 i 2013 roku.
 
Powierzchnia lodu morskiego w 2022 roku na tle wybranych lat, średnich dekadowych oraz jej odchylenia w stosunku średniej 2000-2019. Dane NSIDC, wykres Nico Sun
 
Podobnie jest w przypadku powierzchni lodu (area), co świadczy o wpływie niskich temperatur związanych z cyrkulacją atmosferyczną Arktyki. Jesień 2021 okazała się bardzo łaskawa dla Arktyki, a wcześniej lato, kiedy wrześniowe minimum osiągnęło dwunastą najmniejszą w historii pomiarów wartość.

 Zmiany powierzchni lodu morskiego na Morzu Ochockim, Beringa, Grenlandzki i Barentsa w 2022 roku. NSIDC
 
Największy przyrost lodu został odnotowany na Morzu Beringa, głównie w amerykańskiej jego części - efekt spływu zimnych mas powietrza znad Alaski i Morze Beauforta oraz silnego wiatru. To zmiana wynosząca 0,2 mln km2 w dwa tygodnie - dużo. Inaczej za to było na innych zewnętrznych akwenach. Np. na Morzu Barentsa początkowo woda szybko zamarzała, potem doszło do redukcji, w efekcie przyrost jest niewielki. Podobna sytuacja miała miejsce na Morzu Ochockim, a redukcja lodu nastąpiła na Morzu Grenlandzkim. Dlatego też tempo przyrostu lodu w pierwszej połowie stycznia było typowe dla średniej wieloletniej. 
 
Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 na półkuli północnej w latach 2001-2010 i 2011-2020 dla stycznia NASA/GISS
Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 w Arktyce w 2021 i 2022 roku dla 1-14 stycznia. NOAA/ESRL

Śmiało można stwierdzić, że w Arktyce zachodzą zmiany takie, jakie powinny o tej porze zachodzić. Tempo zamarzania stopniowo zwalnia, są obszary, gdzie lód wycofuje się, a są też miejsca, gdzie przyrasta szybko. To wszystko odbywa siew sytuacji dużych jak na ostanie lata rozmiarów pokrywy lodowej. Styczeń podobnie jak grudzień kontynuował podobny wzór pogodowy w Arktyce. Duża część Oceanu Arktycznego cechowała się odchyleniami sięgającymi, a nawet przekraczającymi 5
oC. Rubieże były chłodne: Morze Karskie, Barentsa, a także alaskańska część Morze Beringa, gdzie odchylenie sięgało -3oC. Animacja obok ilustruje przemieszczanie się mas powietrza i zmiany ich temperatur w dniach 1-14 stycznia 2022.

Zmiany średnich temperatur wokół bieguna północnego (80-90oN) w 2022 roku względem średnich z poszczególnych dekad. DMI, grafika Nico Sun

Temperatury nad wschodnią częścią Morza Beringa w okolicy 10 stycznia spadły do -17
oC. Średnia temperatura wokół bieguna północnego w pierwszej połowie stycznia wyniosła -26oC. Była więc typowa dla początku tego wieku i zdecydowanie wyższa od średniej z XX wieku, co ilustruje powyższy wykres. W rezultacie tempo przyrostu grubości lodu nie jest tak szybkie, a przynajmniej niewystarczająco szybko, by cofnąć Arktykę do stanu choćby z początku tego stulecia. Przedstawia to obok wykres zmiany stopniodni chłodu (FDD) w Arktyce w sezonie 2021/22 względem ostatnich lat i średnich dekadowych. Szare przerywane linie na wykres wyznaczają poszczególne wartości grubości lodu. 

Odchylenia temperatur od średniej 1958-2002 powierzchni arktycznych wód dla 15 stycznia w latach 2014-2021. DMI

Warunki atmosferyczne wystudziły dodatnie odchylenia temperaturowe arktycznych wód. Mimo to wciąż są w dużej mierze dodatnie, a między Svalbardem a Islandią znajduje się sporej wielkości obszar nadzwyczaj ciepłej wody. To najprawdopodobniej efekt transferu ciepła z Golfsztromu, ale nie bez przyczyny jest także fakt, że region od wielu tygodni jest ciepły, latem z kolei lód na Morzu Grenlandzkim szybko się topił - we wrześniu było go rekordowo mało.

Grubość lodu morskiego w latach 2015-2022 dla 14 stycznia. Naval Research Laboratory, Global HYCOM

W ciągu ostatnich dwóch lat proces spadku grubości lodu zatrzymał się, ale na tle lat 2015-2019 widać, że z dawnej czapy polarnej niewiele zostało. To znaczy - nie ma już grubego na kilka metrów lodu. Seria ciepłych zim z lat 2016-2018 praktycznie zniszczyła gruby na 3-4 metry pas lodu. W tym roku następuje próba jego próba odtworzenia. Choć w dużym stopniu jest to raczej spychanie paku lodowego w stronę wysp Archipelagu Arktycznego, bo wzdłuż rosyjskiego wybrzeża nic się nie odkłada.

Morze Czukockie po lewej i Beauforta po prawej 15 stycznia 2022 roku. Zdjęcie wykonane jest w obrazie uzyskanym przy pomocy pomiaru tzw. temperatury jasnościowej. NASA Worldview
 
Wschodni Syberyjski Szelf Kontynentalny 15 stycznia 2022 roku. Zdjęcie wykonane jest w obrazie uzyskanym przy pomocy pomiaru tzw. temperatury jasnościowej. NASA Worldview
 
Słabą grubość lodu potwierdzają zdjęcia satelitarne. Jak widać, powierzchnia czapy polarnej nie ma większego znaczenia. Te duże rozmiary lodu mogą za wiosną i latem tego roku szybko się skurczyć.

Zobacz także: