Spokój w Arktyce się skończył

Trwająca co najmniej od wiosny spokojna sytuacja w Arktyce najwyraźniej się już skończyła. Region doświadcza teraz niezwykle silnych adwekcji ciepłych mas powietrza. To efekt rozpadu wiru polarnego w troposferze, ale i też cieplejszego klimatu, który wzmacnia to zjawisko.

Zasięg i koncentracja arktycznego lodu morskiego. JAXA

W latach 2015-2018 Arktyka doświadczyła niezwykle trudnych, bezprecedensowych warunków atmosferycznych, które skutkowały rekordami temperatur i zasięgu lodu morskiego w trakcie nocy polarnej. Pomijając letnie topnienie w 2020 roku, w czasie nocy polarnej panował spokój. Jak widać teraz, nie trwał on długo. Powyższa mapa ilustruje głębokie różnice między tym, co było w latach 90. XX wieku, a tym, co jest teraz.

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

Spowolnienie tempa przyrostu lodu rozpoczęło się ponad dwa tygodnie temu. Według danych JAXA zasięg arktycznej pokrywy lodowej jest aktualnie piątym najmniejszym w historii pomiarów. Lada dzień może stać się rekordowo mały. Widać to na całym obszarze. Jednym z takich miejsc jest Morze Czukockie, gdzie latem lód topił się wolno, teraz wolno przyrasta, zaczyna się nawet wycofywać. 

Dzisiejsze i prognozowane na 2-4 grudnia 2022 roku warunki pogodowe w Arktyce i obszarach rozciągających się wokół niej. Tropical Tidbits

Za spowolnieniem pierw stał taki, a nie inny wzór pogodowy związany z ułożeniem wiru polarnego. Wir w troposferze pozostał stabilny, ale był tak ułożony, że utrudniał zamarzanie wód Morza Czukockiego i Barentsa. W przypadku tego drugiego nałożył się efekt tzw. atlantyfikacji regionu. Teraz wir rozpada się, i rozpadnie się całkowicie, co pokazują powyższe mapy. Od pewnego czasu traci też stabilność wir w stratosferze. Do ocieplenia w stratosferze jeszcze nie doszło, ale miały miejsce próby. Tak więc, to co się dzieje, to efekty tych prób. Rozpad wiru oznacza, że nad Ocean Arktyczny dostają się ciepłe masy powietrza pochodzenia morskiego. To zjawisko jest związane z dużym meandrowaniem prądu strumieniowego - wychyleniem fal Rossby'ego. Efekt, to wzrost odchyleń o ponad 20^oC w Arktyce. U nas zaś ochłodzenie.

 

Dzisiejsze i prognozowane do 6 grudnia 2022 roku odchylenia temperatur od średniej 1979-2000. Climate Reanalyzer

Destabilizacja a następnie rozpad wiru polarnego oznacza wzrost temperatur w Arktyce. Bardzo duży zresztą. To pierwsza w tym sezonie zamarzania sytuacja na tak dużą skalę, bo będzie trwać dłużej niż dwa dni. Według prognoz, to nie będzie krótki incydent. Tym razem silne uderzenie ciepła będzie miało miejsce na północy Alaski i nad Morzem Beauforta. Choć i w regionie Svalbardu nadal będą występowały silne dodatnie odchylenia. Jak pokazuje mapa obok (kliknij, aby powiększyć) temperatury śmiało przekroczą zero stopni. Rezultatem tego zjawiska będzie topnienie pokrywy lodowej w jednym miejscu, jak i też zatrzymanie procesu zamarzania tam, gdzie temperatury nie przekroczą zera stopni. Tak więc w ciągu najbliższych dni zasięg lodu morskiego znajdzie się na podium. 

Zobacz także:

• Padło zamarzanie wód wokół Svalbardu, a w drodze potężne ocieplenie, sobota, 26 listopada 2022 Sezon zamarzania arktycznych wód w październiku i w pierwszej połowie listopada układał się dobrze. To się jednak zmienia, i ocieplający się klimat, mówiąc wprost - nie zapomniał o Arktyce.

 

Raport za II połowę listopada - padło zamarzanie wokół Svalbardu

Przez cały październik i pierwszą połowię listopada zamarzanie arktycznych wód przebiegało bez większych zakłóceń. To się jednak zmieniło. Tempo zamarzania arktycznych wód zaczęło zwalniać w połowie listopada, mimo iż temperatury w listopadzie nie były tak wysokie jak 2020 roku. Jednak rozkład temperatur wynikający ze wzorców pogodowych związanych z wirem polarnym (sekwencja map obok), hamował zamarzanie. Szczególnie chodzi tu o sektor atlantycki, gdzie za takie, a nie inne warunki odpowiada zjawisko zwane jako atlantyfikacja. 

Zobacz mapę koncentracji arktycznego lodu morskiego w tak zwanych fałszywych barwach. 

Zasięg i koncentracja arktycznego lodu morskiego. University of Bremen/AMSR2

 

Wir polarny i związany z nim obszar zimnego powietrza ułożył się w taki sposób, że trudno było o zamarzanie sektora atlantyckiego. Szczególnie widać to wokół Svalbardu, który powinien być od wschodniej strony otoczony pakiem lodowym. Takiej sytuacji nie można obarczać jedynie Prądem Północnoatlantyckim, a skutkami zmian klimatycznych. Animacja obok pokazuje zmiany zasięgu i koncentracji arktycznego lodu morskiego w drugiej połowie listopada 2022 roku.

 

Zmiany tempa zwiększania/zmniejszania się zasięgu lodu morskiego w 2022 roku w zestawieniu ze zmianami z 2016 i 2021 roku oraz średniej z ostatnich 10 lat.

Powyższy wykres pokazuje, że w drugiej połowie listopada tempo zwiększania się zasięgu arktycznych wód wyraźnie zmalało. W ciągu ostatnich kilku dni było prawie dwukrotnie wolniejsze w stosunku do średniej z ostatnich 10 lat.

Zmiany zasięgu arktycznego lodu morskiego w 2022 roku i wyszczególnienie w zestawieniu ze zmianami z wybranych lat oraz średniej 1981-2010. Wykres pokazuje zapis dziennych odczytów w 5-dniowej średniej. NSIDC

 

W listopadzie tempo zamarzania jest wolniejsze niż w październiku, gdyż łatwe do zamarznięcia akweny są już pokryte lodem. Zaczynają zamarzać obrzeża. Jednak tempo spowolnienia wykracza poza normę wieloletnią. W drugiej połowie listopada 2022 wyniosło 58 tys. km²/dzień, średnia z lat 1981-2010 to 69 tys. km²/dziennie. To 16% wolniejsze zmiany niż zwykle o tej porze roku, niby niewiele, ale już widać skutki. 30 listopada zasięg lodu wyniósł 10,47 mln km², to piąta ex aequo z 2017 rokiem najmniejsza w historii pomiarów wartość. Od lat 2015-2017 minęło niewiele czasu, raptem kilka lat, a już zaczyna rysować się widmo nowych zimowych ekstremów. Mapa NSIDC obok ilustruje różnice w zlodzeniu arktycznych wód względem średniej 1981-2010. 

 

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

 

Owszem, jest jeszcze za wcześnie by mówić o powrocie ekstremalnie ciepłych zim z rekordami zlodzenia w Arktyce. Jeśli jednak do tego dojdzie, to biorąc pod uwagę tak krótką przerwę, można mówić o nowym stanie klimatu polarnego w czasie nocy polarnej. 

Zmiany powierzchni lodu morskiego w 2022 roku w stosunku do zmian z wybranych lat, średnich dekadowych oraz jej odchylenia w stosunku średniej 2000-2019. Dane NSIDC, wykres Nico Sun

Tempo przyrostu powierzchni lodu (area) także zwolniło. Wartości są jeszcze dalekie od rekordowych, ale niewykluczone, że to się zmieni w ciągu najbliższych tygodni, być może nawet dni. Spowolnienie to świadczy o działaniu bardziej temperatur powietrza i wody, a nie wiatru. Koncentracja lodu jest bardzo wysoka. Niskie temperatury w sektorze syberyjskim pomogły na stworzenie litego paku lodowego. Jednak na obrzeżach jest atlantyckich i pacyficznych jest zbyt ciepło, by woda mogła szybko zamarzać. 

Zmiany powierzchni lodu morskiego na morzach: Czukockim, Barentsa, Karskim i Grenlandzkim w 2022 roku. JAXA/AMSR2
*Przedstawione dane uwzględniają większy obszar arktycznych akwenów niż geograficzny.

Na Morzu Barentsa ma miejsce kompletny zastój w zamarzaniu. To samo dotyczy Morza Karskiego. To efekt działania globalnego ocieplenia. Oczywiście, gdy zmienił się wiatr i napływałoby nieustannie zimne powietrza znad bieguna północnego, czy Archipelagu Arktycznego, to woda by zamarzła. Wiatr jednak nie może wiać cały czas w jednym kierunku.

Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 na półkuli północnej w latach 2001-2010 i 2011-2020 dla listopada. NASA/GISS

Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 w Arktyce w 2020 i 2021 roku dla 15-28 listopada NOAA/ESRL

Druga połowa listopada była nawet zimna w Arktyce, ale to dotyczyło miejsc, które zamarzły na początku miesiąca. Obszary, które zamarzają w połowie listopada były ciepłe. To oczywiście zasługa określonych wzorców pogodowych, ale coś dużo w ostatnich latach tych zasług. Za takie zmiany w pogodzie odpowiada globalne ocieplenie. Brak lodu staje się sprzężeniem zwrotnym zmieniającym warunki atmosferyczne, i prowadzącym do dalszych negatywnych zmian. Temperatury w sektorze syberyjskim były około 6^oC niższe od średniej wieloletniej, podczas gdy wokół Svalbardu było 5^oC cieplej. Na koniec listopada odchylenie przekroczyło 10^oC. 

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

W sektorze syberyjskim było dość zimno. Średnia temperatura w dniach 15-28 listopada wyniosła -25^oC. Podobne warunki panowały wokół bieguna północnego. Znacznie cieplej było wzdłuż północnych wybrzeży Svalbardu, gdzie średnia temperatura w drugiej połowie listopada to -5^oC. Taki mróz jest zbyt słaby, by mocno zasolona woda mogła zamarzać. 

Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 powierzchni arktycznych wód dla 29 listopada w 2021 i 2022 roku. Mercator Ocean

Woda na północ od Svalbardu jest średnio 2,5^oC cieplejsza od średniej wieloletniej. Powinna mieć około zera stopni i zaczynać już zamarzać. Tak się nie stanie w ciągu najbliższych dni, a nawet tygodni. Między Svalbardem a Nową Ziemią temperatura wody ma -0,7^oC do zera, jest więc około 1,5^oC cieplejsza od średniej, więc nie zamarza. W tej części Arktyki lód do końca tego roku może się nie pojawić. Może być nawet tak, że nie pojawi się w ogóle. A jeśli już, to na krótki czas, jak wiatr zmieni kierunek. 

Grubość lodu morskiego w latach 2015-2022 dla 30 listopada. Naval Research Laboratory, Global HYCOM

Jedyna pozytywna informacja jest taka, że grubość czapy jest w lepszym stanie niż w latach 2016-2018. To nie jest jednak żadne porównanie, gdyż mowa tu o bardzo nieodległym okresie odniesienia, liczącym mniej niż 10 lat, mniej niż dekadę inaczej mówiąc. To ma się nijak nawet do stanu z przełomu pierwszej i drugiej dekady tego wieku, kiedy od zachodniego Morza Beauforta do cieśniny Fram ciągnął się rozległy pas grubego na 3 do 4 metrów lodu. Obecny stan lodu to w dużej mierze wynik tego, co działo się wiosną i latem tego roku, oraz dwóch ostatnich zim, które były normalne. Półtora miesiąca tego sezonu zamarzania to za mało, by zmienić sytuację, co pokazuje animacja obok.

Mozaika zdjęć satelitarnych regionu Svalbardu z 28-30 listopada. Sentinel-1 AB, Sea Ice Denmark

Svalbard jest otoczony wodą, a nie lodem. Z tego powodu łatwiej o głębokie układy niskiego ciśnienia, które mogą penetrować Arktykę. To dodatnie sprzężenie zwrotne sprawia, że normalny stan jest już prawie niemożliwy. Prawie, bo co jakiś czas dochodzi do zmian w pogodzie. To jednak nie tylko ten region. O tej porze powinno już zamarzać Morze Beringa. Czukockie też powinno być zamarznięte, a nie jest. 

Reszta sezonu zamarzania może już tak nudna nie być.

Zobacz także:

• Raport za I połowę listopada - efektowne zamarzanie, środa, 16 listopada 2022 Warunki pogodowe dały możliwość dość szybkiego wychłodzenia się powierzchni wody, a tym samym zamarznięcia niektórych akwenów morskich w Arktyce. 
• Raport za II połowę października - szybkie przywracanie czapy polarnej, wtorek, 1 listopada 2022 

Padło zamarzanie wód wokół Svalbardu, a w drodze potężne ocieplenie

Sezon zamarzania arktycznych wód w październiku i w pierwszej połowie listopada układał się dobrze. To się jednak zmienia, i ocieplający się klimat, mówiąc wprost - nie zapomniał o Arktyce.

Zmiany zasięgu i koncentracji arktycznego lodu morskiego w dniach 17-25 listopada 2022 roku. University of Bremen/AMSR2

Po raz kolejny pojawia się sztandarowy problem w trakcie nocy polarnej, jakim jest zamarzania wód północnych krańców Morza Barentsa. To efekt następstwa zmian klimatycznych regionu, jakim jest tzw. atlantyfikacja Morza Barentsa. Oczywiście ważną rolę odgrywają warunki pogodowe, ale te też ulegają zmianie wraz ze zmieniającym się klimatem. Coraz cieplejsze wody sprawiają, że zwiększa się ryzyko powstania silnych układów cyklonalnych, zwiększa się liczba dni z całkowitym zachmurzeniem. Cieplejsze wody dają większe możliwości dla coraz silniejszych adwekcji mas powietrza na północ. W rezultacie Svalbard jest wolny od lodu, a granica paku lodowego przebiega znacznie dalej na północ niż 20-30 lat temu, co ilustruje mapa obok. 

Zmiany powierzchni lodu morskiego w 2022 roku w stosunku do zmian z wybranych lat, średnich dekadowych oraz jej odchylenia w stosunku średniej 2000-2019. Dane NSIDC, wykres Nico Sun

Całościowo zamarzanie przebiega dobrze jak na dzisiejsze czasy. Powierzchni lodu morskiego jest zbliżona do średniej z ubiegłej dekady. To jednak zasługa w dużej mierze regionowi Morza Baffina. Tymczasem lodu na Morzu Barentsa przy samym Basenie Arktycznym praktycznie nie ma wcale. To tylko 130 tys. km². Zwykle o tej porze roku powierzchnia lodu na tym akwenie jest ponad trzykrotnie większa. To sytuacja w sumie taka sama, jak w trakcie rekordowo ciepłych zim, jakie miały miejsce w latach 2015-2018. 

 

Prognozowane na 27-30 listopada 2022 roku warunki pogodowe w Arktyce i obszarach rozciągających się wokół niej. Tropical Tidbits

 

Wir polarny w troposferze zacznie się rozpadać i na koniec miesiąca ulegnie rozczłonowaniu na część syberyjską i kanadyjską. To umożliwi docieranie od strony Atlantyku i Pacyfiku ciepłych mas powietrza. 

Prognozowane na 27-30 listopada 2022 roku odchylenia temperatur od średniej 1979-2000. Climate Reanalyzer

To niefortunny rozpad wiru polarnego i komórki polarnego powietrza. Szczególnie ekstremalna sytuacja będzie miała miejsce nad Atlantykiem, bo ten za sprawą Golfsztromu niesie więcej ciepła niż Pacyfik. Temperatury będą ponad 20^oC wyższe od średniej wieloletniej. Jak pokazuje mapa obok, wzrosną nawet do zera stopni, na północ od Svalbardu. To nie jest jeszcze tak duże ekstremum jak np. na przełomie 2015/16 roku, kiedy do Arktyki wlały się tak duże ilości ciepła, że doszło do odwilży na samym biegunie północnym. Jednak do końca sezonu zamarzania zostało sporo czasu, i wiele może się wydarzyć.

 

Aktualny stan wiru polarnego w stratosferze: prędkość i układ wiatrów oraz rozkład temperatur. Wetterzentrale

 

Tak jak przewidywały prognozy, ma miejsce teraz druga, silniejsza próba rozbicia wiru polarnego w stratosferze. Do nagłego ocieplenia stratosfery nie dojdzie, ale wir polarny nie ma już owalnego kształtu. Nie będziemy mieli wcale takiej ciepłej zimy. Niewykluczone, że będziemy mieli zimną zimę, bo wir polarny może rozpaść się doszczętnie na skutek działania wysokich temperatur, szczególnie nad Morzem Barentsa. 

Zobacz także:

• Pierwszy poważny zastój w zamarzaniu Oceanu Arktycznego, niedziela, 20 listopada 2022 To pierwsze w tym półroczu zimowym tak duże spowolnienie tempa zamarzania arktycznych wód morskich. Za sytuację tę odpowiada destabilizacja wiru polarnego, do jakiej doszło kilka dni temu. Ale nie tylko to.
• Zaczyna destabilizować się wir polarny, tempo zamarzania zwalnia, poniedziałek, 14 listopada 2022

Pierwszy poważny zastój w zamarzaniu Oceanu Arktycznego

To pierwsze w tym półroczu zimowym tak duże spowolnienie tempa zamarzania arktycznych wód morskich. Za sytuację tę odpowiada destabilizacja wiru polarnego, do jakiej doszło kilka dni temu. Ale nie tylko to.

Zmiany zasięgu arktycznego lodu morskiego w 2022 roku w zestawieniu ze zmianami z wybranych lat oraz średniej 1981-2010. Wykres pokazuje zapis dziennych odczytów w 5-dniowej średniej. NSIDC

Zasięg lodu morskiego ponownie jest w pierwszej dziesiątce najmniejszych w historii pomiarów wartości. Według danych NSIDC na siódmym miejscu, według JAXA na ósmym. 19 listopada zasięg lodu wg. danych NSIDC wyniósł 9,78 mln km², to 1,2 mln km² poniżej średniej 1981-2010. Sporej przy tym redukcji uległa powierzchnia lody (area), co świadczy nie tylko czynniku czysto kinetycznym, jakim jest wiatr spychający lód. 

Zasięg i koncentracja arktycznego lodu morskiego. Pomarańczowe krzywe pokazują medianę z lat 90. XX wieku dla 19 listopada. University of Bremen/AMSR2

Po tym stosunkowo słabym jak na ostatnie lata sezonie topnienia, nadszedł dość dobry na pierwszy rzut oka sezon zamarzania. Jednak powyższa mapa ilustruje, że obszar zajmowany przez lód nie jest duży. O tej porze już prawie całkiem było zamarznięte Morze Czukockie, a zwłaszcza Karskie. No i to, co znajduje się na Morzu Barentsa - różnica jest ogromna.  

 

Sytuacja pogodowa w Arktyce i wokół niej 17 listopada 2022 roku. Tropical Tidbits

 

Te duże spowolnienie, to efekt działania warunków pogodowych. Wir polarny w troposferze niemal się rozpadł na kilka dni, co umożliwiło wpłynięcie ciepłych mas powietrza nad Morze Czukockie i Beauforta, oraz w okolice Svalbardu. Temperatury w południowej części Morza Beauforta były w dniach 14-18 listopada 10-12^oC wyższe od średniej. 17 listopada w Barrow na Alasce było +1^oC. Nad wodami Morza Czukockiego i Beauforta na linii Wyspa Wrangla - południa część Banksa temperatury wynosiły od -6^oC w okolicy Wyspy Banksa do +1^oC niedaleko Barrow, i około zera stopni bliżej Wyspy Wrangla. To dość duże ocieplenie. Zwykle panuje tam dość solidny prawie dwudziestostopniowy mróz.

Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 powierzchni arktycznych wód 18 listopada w 2022 roku. Mercator Ocean

Jak już wyżej wspomniano, to nie wiatr racji tego, że wprawia lód w ruch, decydował o pauzie w zamarzaniu. Napłynęło ciepło z południa, ale też wpływ miały temperatury wód. Energię cieplną wody oczywiście wiatr wykorzystał. Jak pokazuje mapa odchyleń temperaturowych, Morze Czukockie 17-18 listopada było około 2^oC, a miejscami prawie 3^oC cieplejsze od średniej. W niektórych miejscach, i to wcale nie przy Cieśninie Beringa, wody Morza Czukockiego miały nawet +1^oC. Przeważnie oscylowały w okolicy zera stopni. Woda powinna mieć o tej porze już -1,7^oC, czyli mieć temperaturę zamarzania z racji zasolenia. Jak widać, cyklon, który uderzył w Arktyce ponad miesiąc temu, teraz odcisnął swoje piętno. Nie tylko zmiana kierunku wiatru. Oczywiście, zmiana kierunki wiatru sprawiłaby, że woda by zamarzała, ale proces ten trwałby dłużej, gdyby nie wzmocniony przez globalne ocieplenie sztorm. Jak i też same temperatury wód, ilość energii cieplnej zgromadzonej wiele metrów pod wodą.

W ciągu najbliższych dni warunki dla zamarzania arktycznych wód przynajmniej jeśli chodzi o sektor pacyficzny, mają ulec poprawie.

 

Zobacz także: 

• Zaczyna destabilizować się wir polarny, tempo zamarzania zwalnia, poniedziałek, 14 listopada 2022 Wir polarny w troposferze zaczyna się destabilizować. Nie oznacza to, że całkowicie się rozpadnie w ciągu najbliższych dni, ale zmiany te będą miały wpływ na tempo zamarzania zewnętrznych wód Arktyki. 
• Szybkie zamarzanie i perspektywa rozpadu wiru polarnego, czwartek, 27 października 2022