piątek, 8 marca 2024

PIOMAS (luty 2024) - słaby mróz wyhamował zamarzanie

Duże spowolnienie tempa przyrostu lodu morskiego pod koniec stycznia i potem w lutym doprowadziło do dużej zmiany jeśli chodzi o ilość lodu w stosunku do lat poprzednich. Zmiana z siódmego miejsca na trzecie to dojść sporo.

Objętość lodu w Arktyce w 2024 roku w zestawieniu ze zmianami z lat 1979-2023. PIOMAS, grafika Zachary Labe

To było oczywiste, do przewidzenia, że tak się stanie. Od miesięcy w Arktyce temperatury utrzymywały się na wyższych niż zwykle wartościach. Ciepły był też luty. Temperatury w centralnej części Arktyki były nawet 10
°C wyższe od średniej wieloletniej. W praktyce oznaczało to słaby mróz. A im słabszy mróz, tym wolniejsze tempo przyrostu lodu. Ciepła Arktyka to też wilgotniejsze warunki, a więc większe opady śniegu, który izoluje lód od działania mroźnego powietrza. Tabela obok (kliknij, aby powiększyć) przedstawia dokładną rozpiskę objętości lodu na 1 marca. 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. 1 marca objętość lodu wyniosła 20 380 km3, co stanowi trzecią najmniejszą w historii pomiarów wartości. Różnice w stosunku do 2017 i 2018 roku nie są zbyt duże. 
 
Grubość lodu morskiego w lutym 2024 roku i jej odchylenia w stosunku do średniej 1981-2010. PIOMAS/Zachary Labe

Szacuje się, że maksymalna roczna objętość lodu, która przypada na kwiecień będzie czwartą najmniejszą w historii pomiarów, czyli około 22 500 
km3. To oczywiście prognoza w oparciu o to, co się dzieje teraz i będzie się działo w ciągu najbliższych kilku dni. Chodzi o spadek temperatur nad Oceanem Arktycznym. Tempo zwiększania się ilości lodu, które ostatnio było powolne, może się jeszcze zwiększyć i poprawiać stan czapy polarnej. A stan czapy polarnej Oceanu Arktycznego jest zły. Grubość lodu między biegunem północnym a Ameryką Północną jest znacząco mniejsza od średniej. Tam, gdzie znajduje się gruby, wieloletni lód, jego miąższość jest o połowę mniejsza niż być powinna. 

Grubość arktycznego lodu morskiego w 2024 roku w zestawieniu z latami 1979-2023 i średnich wartości dekadowych. PIOMAS/Zachary Labe  

Taka sytuacja wpłynęła na uśrednioną grubość czapy polarnej. Jest ona drugą najmniejszą w historii pomiarów. Przestało mieć znaczenie to, ile ma grubości lód sezonowy, który i tak się roztopi.

Zmiany średniej miesięcznej ilości lodu morskiego w Arktyce dla lutego w latach 1979-2024. Dane PIOMAS

Wieloletnie tempo utraty lodu zmniejszyło się. W latach 2019-2024 nie odnotowano dalszego spadku, ale wcześniej, w latach 2016-2018 miało miejsce tąpnięcie na wykresie w czasie ekstremalnie ciepłych zim. Obecna ilość lodu w Arktyce nie oznacza, że latem będzie miało miejsce rekordowo topnienie. W końcu w 2017 roku takie coś się nie wydarzyło. Mamy jednak cieplejszy świat niż kilka lat temu.
 
Zobacz także:

środa, 6 marca 2024

Luty 2024 - skok w stronę wiosny

W lutym 2024 roku zasięg lodu morskiego w Arktyce nadal pozostawał na wysokiej pozycji, ale jednocześnie temperatury utrzymywały się znacznie powyżej średniej. To niewątpliwie wpłynęło na objętość lodu, o czym przedstawione zostanie to w raporcie PIOMAS.

Średni zasięg arktycznej pokrywy lodowej w lutym 2024 roku. Fioletowa linia pokazuje średni zasięg lodu z lat 1981-2010 dla lutego. Sea Ice Index - NSIDC

Chociaż obszar jaki zajmował lód morski był zauważalnie mniejszy, co pokazuje powyższa mapa, to pozycja w rankingu była wysoka. Średni zasięg lodu w lutym 2024 wyniósł 14,61 mln 
km2. Oznacza to 15. najmniejszą w historii pomiarów wartość. Różnica w stosunku do średniej 1981-2010 to 0,69 mln km2. Od ponad 10 lat w Arktyce nie obserwuje się trendu spadkowego jeśli chodzi zasięg dla właściwie wszystkich miesięcy w roku. W przypadku lutego po 2017 roku doszło do wyraźnego odbicia, co zatarło trwający trend spadkowy. Oczywiście w skali wielu lat wciąż ten trend jest widoczny. 10-letnia pauza jest efektem zmian klimatycznych, które doprowadziły do wzrostu zachmurzenia w Arktyce oraz zmian w kierunku wiatru, a tym samym dryfu lodu. Mapa obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje anomalie koncentracji lodu morskiego dla lutego 2024 roku.

Zmiany zasięgu i koncentracji arktycznego lodu morskiego w lutym 2024 roku. NSIDC/Sea Ice Analysis Tool  

Należy też zwrócić uwagę na to, co przyczyniło się do takich rozmiarów lodu. To głównie spory przyrost na Morzu Ochockim i Beringa. Oba akweny znajdują się poza Oceanem Arktycznym. Oba też akweny są miejscami, gdzie występuje lód sezonowy, który znika już w maju. Nie ma on większego znaczenia dla całej czapy polarnej. Ewentualnie lód Morza Beringa, ale rozmiary o tej porze nie mają znaczenia. Jeśli lód wiosną zniknie szybko, woda i tak zdąży się nagrzać. Szczególnie teraz, kiedy oceany są rekordowo ciepłe. 
 
Zmiany zasięgu arktycznego lodu morskiego w 2023/24 roku w stosunku do ostatnich lat i średniej 1981-2010.

W lutym tempo przyrostu lodu jest najwolniejsze ze względu na zbliżanie się do końca sezonu zamarzania. W lutym 2024 roku czapa polarna Oceanu Arktycznego zwiększyła swoje rozmiary o 0,72 mln 
km2. Tym samym średnie dzienne tempo przyrostu lodu wyniosło 25,6 tys. km2, to więcej niż średnia wieloletnia, która wynosi 20,5 tys. km2/dzień. To blisko 20% szybsze tempo zamarzania niż normalnie.

 
Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 w lutym 2024 roku. Wartość anomalii na poziomie ciśnienia 925 hPa (750 m.n.p.m). NOAA/ESRL

Luty był najcieplejszym miesiącem w historii pomiarów na całym świecie, także w Polsce. W Arktyce nie, ale był na podium. Temperatury w centralnej części Oceanu Arktycznego były ponad 6
oC wyższe od średniej wieloletniej. Nawet do 10oC powyżej średniej, co w praktyce oznaczało słaby mróz. Temperatury często wzrastały do -10oC, a nawet do -3oC. Za takie wartości odpowiedzialne były układy baryczne, co pokazuje mapa obok. Postał dipol, który często sprowadzał ciepłe masy powietrza znad rekordowo ciepłego Oceanu Atlantyckiego. Temperatury w Arktyce nie były rekordowe, nie było powtórki z 2016 i 2017 roku, ale tylko dla tego, że te adwekcje nie były częste, nie były tak silne jak wtedy. 


Zmiany średnich miesięcznych temperatur w latach 1975-2023 dla lutego (obszar - 65-90oN). Wykres przedstawia zmiany roczne (cienka krzywa) i zmiany wygładzonej średniej 5-letniej (grubsza krzywa). NOAA/NCEP

Średnia temperatura przypowierzchniowa (na wysokości 1000 hPa) w lutym 2024 była w Arktyce o 5,41oC wyższa od średniej wieloletniej. To trzeci najcieplejszy luty w historii pomiarów.

Średni miesięczny zasięg lodu morskiego dla lutego w latach 1979-2024.

Średnioroczne tempo spadku zlodzenia w trendzie wynosi dla lutego 2024 roku 41 tys. 
km2, a więc 2,7% na dekadę w stosunku do średniej 1981-2010. Od 1979 roku zlodzenie arktycznych wód w przypadku lutego skurczyło się o 1,84 mln km2.


Mniej lodu latem oznacza więcej chmur jesienią
Zmiany w Arktyce polegające na spadku zasięgu lodu morskiego oznaczają zmiany w klimacie Arktyki. To też samo w sobie jest dodatnim sprzężeniem zwrotnym, pogarszającym stan arktycznej czapy polarnej.

Średnie dla października ocieplenie powierzchni chmur w latach 2008-2020 wyrażone w watach na m2. Mapa po lewej pokazuje ocieplenie chmur nad otwartą wodą, po prawej nad lodem. Geophysical Rearch Letters

Wraz ze spadkiem powierzchni lodu morskiego w okresie letnim, zwiększa się absorpcja energii. Obserwacje pokazują, że taka sytuacja opóźnia jesienne zamarzanie.  Z danych satelitarnych wynika, że przy mniejszej ilości lodu morskiego jesienią, zwiększone sprzężenie powietrze-morze doprowadziło do powstania większej ilości chmur niskiego piętra nad obszarami otwartej wody. Ilościowe określenie efektu radiacyjnego tej zwiększonej pokrywy chmur stanowi wyzwanie. Niedawne badanie przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Kolorado w Boulder zajęło się tą kwestią, wykorzystując obserwacje lidarowe w wysokiej rozdzielczości z satelity NASA Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations (CALIPSO). Stwierdzili, że duże ocieplenie na powierzchni wywołane przez chmury występuje znacznie częściej nad otwartą wodą niż nad lodem morskim w miesiącach jesiennych. Jako że wpływ ciepła oceanu na opóźniony wzrost lodu morskiego jest dobrze znany, to wyniki te dostarczają ilościowych dowodów na to, że chmury mogą również opóźniać tworzenie się lodu morskiego w pierwszych tygodniach sezonu zamarzania.
 
Na podstawie National Snow and Ice Data Center: Leaping toward spring

Zobacz także: 

piątek, 1 marca 2024

Raport za II połowę lutego 2024 - zbliża się kres możliwości

Zamarzanie arktycznych wód morskich w drugiej połowie marca przebiegało zgodnie ze średnią wieloletnią. Tradycyjnie pojawiały się typowe dla tej pory roku dwu-trzydniowe przerwy, czego przyczyną jest zbliżająca się do końca noc polarna. Słońce świeci wyżej, więc woda zewnętrznych akwenów nie wychładza się. Tym samym granica lodu przesuwa się na południe coraz wolniej, coraz częściej zaczyna się wycofywać z powodu zmiany kierunku wiatru. Kluczową sprawą jest to, że czapa polarna na Oceanie Arktycznym jest cienka, zasięg lodu ma drugorzędne znaczenie. 
 
Zobacz mapę koncentracji arktycznego lodu morskiego w tak zwanych fałszywych barwach.  
 
Zasięg i koncentracja arktycznego lodu morskiego. University of Bremen/AMSR2

Rozmiary czapy polarnej Oceanu Arktycznego wydają się być imponujące. Mogą wydawać się też niezmienione na tle ostatnich nawet kilkunastu lat. W pewnym stopniu tak jest. Jednak lód zajmuje spore obszary akwenów, które od niego uwalniają się już nawet w maju. Chodzi tu o Morze Ochockie i Beringa. Oba te akweny są zazwyczaj wolne od lodu już w połowie maja, czasem trochę później, ale w czerwcu nie ma tam już śladu po lodzie. Animacja obok pokazuje zmiany zasięgu i koncentracji arktycznego lodu morskiego w drugiej połowie lutego 2024 roku. Możemy zobaczyć typowe dla drugiej połowy lutego zachowania czapy polarnej, a więc przesuwanie się jej granicy z powrotem na północ, następnie nawrót lodu.

 
Zmiany tempa zwiększania/zmniejszania się zasięgu lodu morskiego w 2024 roku w zestawieniu ze zmianami z 2017, 2023 oraz średniej z ostatnich 10 lat.

Powyższy wykres pokazuje gwałtowne wahnięcia dziennych zmian przyrostu/ubytku lodu morskiego. To efekt zmian pogodowych oraz pory roku. W lutym zjawisko nocy polarnej zaczyna zanikać. Na biegunie północnym wciąż jest noc, ale 1500 km na południe już nie. Słońce świeci coraz dłużej, więc woda się nie wychładza, jednocześnie jest wystarczająco zimno, by dać możliwość nawrotu lodu.


Zmiany zasięgu arktycznego lodu morskiego w 2023/2024 roku i wyszczególnienie w zestawieniu ze zmianami z wybranych lat oraz średniej 1981-2010. Wykres pokazuje zapis dziennych odczytów w 5-dniowej średniej. NSIDC

Ostatniego dnia lutego 2024 zasięg lodu wyniósł 14,85 mln 
km2. Jest więc wartość znajdująca się poza pierwszą dziesiątką. To może z pewnością wzbudzić upartych wciąż pewnie denialistów klimatycznych, którzy powiedzą, że ocieplenia klimatu już nie ma. W 2020 roku rozmiary lodu były podobne, kilka miesięcy później miało miejsce niemal rekordowe topnienie lodu. W tym roku może przecież być podobnie. Tego oczywiście nie wiadomo, ale skoro świat jest coraz cieplejsze, to szanse na silne topnienie rośnie. Reszta to już kwestia pogody. Duże rozmiary lodu to też suche warunki, które mogą dawać większą szansę na tworzenie się wyżów barycznych w maju i czerwcu, prowadząc do silnych roztopów. Obecne rozmiary lodu jeśli chodzi o jego zasięg, nie mają jednak znaczenia. Większe znaczenie ma jego grubość. Mapa NSIDC obok ilustruje różnice w zlodzeniu arktycznych wód względem średniej 1981-2010. Widać, że różnice w stosunku do wielolecia są niewielkie jak na ostatnie lata.
 
 
Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2024 roku w stosunku do wybranych lat i średnich dekadowych. Mapa przedstawia zasięg w zestawieniu ze średnią lat 90. XX wieku. JAXA

W stosunku do lat 90. XX wieku też widać, że różnice są niewielkie. Największe tradycyjnie w sektorze atlantyckim, co jest wynikiem działania tzw. atlantyfikacji Arktyki.
 
Zmiany powierzchni lodu morskiego w 2024 roku w stosunku do zmian z wybranych lat, średnich dekadowych oraz jej odchylenia w stosunku średniej 2000-2019. Dane NSIDC, wykres Nico Sun

Przyrost powierzchni lodu morskiego (area) był w drugiej połowie lutego bardzo powolny. To tylko 112 tys. 
km2. To znacznie mniej niż w przypadku zasięgu, co świadczy o zanikającym efekcie nocy polarnej oraz ingerencji temperatur. Wiatr łato zmienia zasięg, ale w parze za tym przestaje już iść jego powierzchnia. Lód jest cienki i jeśli zastanie przeniesiony przez wiatr za daleko na południe, to może się stopić. Tak się dzieje nie tylko na Morzu Beringa, ale też na Barentsa. Choć pokrywa lodowa rosła przez cały luty, to w drugiej połowie zaczęły się problemy. Zmiana kierunku wiatru na południowy, do tego jeszcze znacznie cieplejsze powietrze, to czynniki, które wymusiły wolniejszy przyrost tego lodu.

Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 na półkuli północnej w latach 2001-2010 i 2011-2020 dla lutego. NASA/GISS
Odchylenia temperatur od średniej 1991-2020 w dniach 13-27 lutego 2024. NOAA/ESRL
 
Druga połowa lutego podobnie jak pierwsza była w Arktyce niezwykle ciepła. Temperatury nie były rekordowo wysokie, ale znacznie przekraczały średnią wieloletnią nawet o 6
°C. To efekt w mniejszym stopniu wielkości czapy polarnej, a bardziej działania ciepłych mas powietrza. Animacja obok ilustruje przemieszczanie się mas powietrza i zmiany ich temperatur w drugiej połowie lutego 2024. Można zobaczyć, że nad Ocean Arktyczny docierały ciepłe masy powietrza znad rekordowo ciepłego Atlantyku. Powodowało to wzrost temperatury do około -3°C. To bardzo dużo, bo zwykle w lutym nad Oceanem Arktycznym jest około -30°C


Zmiany średnich temperatur wokół bieguna północnego (80-90°N) w 2024 roku względem średniej z lat 1958-2002. DMI

W całym regionie następował jednak spadek średniej temperatury, co było wynikiem ponownego wzmacniania wiru polarnego, co zresztą pokazuje animacja na samym początku (wysokość geopotencjału). Oczywiście odbywało się to kosztem czegoś, czyli np. ekstremalnie wysokich temperatur w Europie w tym w Polsce. Z takich temperatur ucieszył się z pewnością np. Sławomir Mentzen. Oczywiście do czasu, póki nie zaczną go gryźć komary i atakować kleszcze. Słabe zimy sprzyjają insektom, więc nie ma nic za darmo. 
 
Odchylenia temperatur od średniej 1958-2002 powierzchni arktycznych wód dla 28 lutego w latach 2015-2024. DMI

Temperatury arktycznych wód nie są ekstremalnie wysokie, ale nie są też przeciętne. W 2017 roku za tak wysokie wartości był odpowiedzialny efekt działania potężnych niżów barycznych i ciągłego transportu ciepła znad Atlantyku. W tym roku zjawisko to jest mocno ograniczone, wiec woda nie nagrzała się tak, jak wtedy. Niemniej, cały czas temperatury te są wysokie, i to właśnie one powodują, że lód morski nie rozrasta się na południe. Choć wiatr go wypycha na południe, to niedostatecznie wychłodzona woda uniemożliwia faktyczny przyrost jego powierzchni.

 
Grubość lodu morskiego w latach 2015-2024 dla 28 lutego. Naval Research Laboratory, Global HYCOM

Wysokie temperatury w Arktyce powodują, że grubość czapy polarnej rośnie wolniej niż powinna. Stan lodu jest gorszy niż rok temu, a nieco lepszy niż w 2021 roku. Wtedy jednak był to efekt tego, co działo się latem 2020, a i tak w przypadku Morza Beauforta jest teraz gorzej niż wtedy. 2015 rok był ostatnim, kiedy pokrywa lodowa wyglądała jeszcze dobrze.

Pokrywa lodowa na Wschodnim Syberyjskim Szelfie Kontynentalnym 29 lutego 2024 roku. NASA Worldview

Lód morski na Morzu Beringa 29 lutego 2024 roku. NASA Worldview

Luty jest miesiącem, kiedy czapa polarna wchodzi w największe w roku rozmiary. Grubość lodu zbliża się do maksymalnych wartości. Na zdjęciu satelitarnym widać, że pokrywa lodowa w Arktyce jest pokryta szczelinami. Tych szczelin by nie było, gdyby nie taka a nie inna grubość lodu. Na Morzu Beringa dominuje bardziej kra lodowa niż pak lodowy. Reasumując, stan arktycznej czapy polarnej pod koniec sezonu zamarzania wygląda raczej słabo, a zasięg lodu ma tutaj drugorzędne znaczenie. 
 
Zobacz także:
 

środa, 21 lutego 2024

Rozmiary lodu morskiego wydają się być duże

Czapa polarna Oceanu Arktycznego ma dość spore rozmiary, ale chodzi tu tylko o zasięg i powierzchnię. Czyli to, co widzimy z góry. Inaczej jest w przypadku grubości lodu.

Zmiany powierzchni lodu morskiego w 2024 roku w stosunku do zmian z wybranych lat, średnich dekadowych oraz jej odchylenia w stosunku średniej 2000-2019. Dane NSIDC, wykres Nico Sun

Powierzchnia lodu morskiego w Arktyce jest 10. najmniejszą w historii pomiarów. Rozmiary są spore, choć też należy powiedzieć - spore, jak na ostatnie lata. Pokazuje to powyższy wykres. No i też, gdzie tego lodu jest dużo. Np. na Morzu Ochockim, które wlicza się do powierzchni czapy polarnej. 

Grubość lodu morskiego 20 lutego 2023 i 2024 roku. Naval Research Laboratory, Global HYCOM

Morze Ochockie jest nieistotne i tak samo Grenlandzkie. Choć w przypadku Grenlandzkiego, to jest to efekt dryfu lodu, a więc jego redukcji. Ten lód się roztopi latem. Powyższe mapy z modelu HYCOM pokazują, jak wygląda sytuacja. W tym roku jest gorzej niż w zeszłym. Tam, gdzie zwykle lód powinien być gruby, czyli we wschodniej części Morza Beauforta i w Basenie Arktycznym, jest cienki. Powodem takiej sytuacji są temperatury. Od początku roku średnia temperatura w centralnej części Arktyki jest o 5-7
°C wyższa od średniej wieloletniej. W praktyce oznacza to lżejszy mróz. A im mróz lżejszy, tym słabiej wychładza się woda pod pokrywą lodową. W takiej sytuacji tempo przyrostu lodu jest wolniejsze niż być powinno. Teoretycznie taka sytuacja oznacza, że latem pokrywa lodowa w Arktyce będzie mniejsza niż mogłaby być, gdyby nie temperatury. A jak będzie wyglądać sezon topnienia lodu w Arktyce, to już pytanie do wróżki. Nie da się tego przewidzieć.
 
 
Zobacz także: