poniedziałek, 10 maja 2021

Silny sztorm nad Morzem Karskim

Generalnie topnienie w pierwszej dekadzie maja było spokojne, mimo szybkiego spadku zasięgu lodu (extent). Zmiany powierzchni lodu (area) były niewielkie. W ciągu najbliższych dni może się to jednak zmienić. Nad Morze Karskie nadciąga właśnie sztorm. Region ten już teraz cechuje się lodem, gdzie znaczna jego część stanowi swobodnie pływająca kra lodowa. Mapa obok (kliknij, aby powiększyć) przedstawia aktualny zasięg i koncentrację lodu w regionie.

Powierzchnia lodu morskiego w 2021 roku na tle wybranych lat, średnich dekadowych oraz jej odchylenia w stosunku średniej 2000-2019. Dane NSIDC, wykres Nico Sun

Faktyczne topnienie lodu przebiegało w pierwszej dekadzie maja wolno, stopiło się dokładnie tyle lodu, ile liczy powierzchnia Polski. Przyczyną tego stanu rzeczy była spokojna pogoda, bez silnego, stałego wiatru i sztormów. Zahamowaniu uległ wzrost temperatur nad Oceanem Arktycznym, ale poza nim zaczęło się robić ciepło. I nie mamy tu wcale na myśli Polski, lecz obszary leżące na Syberii. W miejscowości Nadym w pobliżu Półwyspu Jamalskiego na 65oN zanotowano dziś 11,9oC. Od pierwszych dni maja, temperatury w tym regionie są kilka stopni wyższe niż zwykle.

Prognozowane warunki pogodowe w Arktyce i obszarach rozciągających się wokół niej na 11-14 maja 2021 roku. Tropical Tidbits

W ciągu najbliższych dni topnienie przyspieszy. W Arktyce powstaje sztorm, który wykorzysta swój potencjał w postaci siły fizycznej wiatru, by jeszcze bardziej rozbić lód na Morzu Karskim, i stworzyć rozległe połynie wiatrowe u wybrzeży półwyspu Tajmyr. Z kolei nad Morzem Beauforta ponownie powstanie silny wyż baryczny, który także wpłynie na stan lodu. Nie podniesie on temperatur, a wiatr nie będzie silny. Jednak stałość i układ wiatru będą niekorzystne dla pokrywy lodowej regionu.   

Prognozowane na 11-12 maja porywy wiatru w km/h. Meteologix

To będzie sztorm, gdzie porywy wiatru miejscami będą zbliżać się do 90 km/h. Taki stan rzeczy negatywnie wpłynie na strukturę lodu morskiego na Morzu Karskim i częściowo Łaptiewów w tym Basenu Arktycznego. Istniejąca kra lodowa ulegnie dalszej fragmentacji, a tam, gdzie jest pak lodowy powstanie nowa kra lodowa. Wiatr wykorzysta też potencjał cieplny wód. Zważywszy też na to, że głęboki niż zaciągnie ciepłe masy z południa, podnosząc temperaturę powietrza powyżej zera. 

Kra lodowa na Morzu Karskim 9 maja 2021 roku. NASA Wordlview

Arktyka doświadczy więc kolejnej radykalnej zmiany we wzorcach pogodowych. Wcześniej, w trzeciej dekadzie kwietnia miał miejsce dodatni dipol arktyczny, który wpłynął na objętość lodu. Teraz przychodzi kolej na sztorm i silny ośrodek wysokiego ciśnienia nad Morzem Beauforta. Oba te układy mogą stać się drogą otwierającą silne roztopy w Arktyce latem tego roku.  

Zobacz także:

sobota, 8 maja 2021

Mimo wielkiej ilości śnieg i tak szybko znika

Chociaż w kwietniu tego roku powierzchnia pokrywy śnieżnej nie była rekordowo mała, to śnieg błyskawicznie się topi. Od kilkunastu dni jego granica szybko przesuwa się na północ.

Zmiany powierzchni pokrywy śnieżnej na półkuli północnej dla kwietnia w latach 1975-2021. Rutgers University/GSL

Według danych przeanalizowanych przez Uniwersytet Rutgersa średni dla kwietnia zasięg występowania śniegu na półkuli północnej wyniósł 28,84 mln km2. Nie jest to wartość rekordowa. Jeśli jednak spojrzymy na wykres, to zauważymy, że coraz rzadziej notuje się wartości przekraczające 30 mln km2. Przyczyną jest ocieplający się klimat, w wyniku czego śnieg szybciej znika. Z drugiej strony na skutek zmian klimatycznych w Arktyce obserwuje się spowolnienie trendu, czego przyczyną jest meandrujący prąd strumieniowy. Tegoroczny kwiecień nie był wyjątkowo ciepły, ale nie był też zimny. O ile w większej części Europy było zimno, tam, gdzie śnieg zniknął już w marcu, to we wschodniej części i w zachodniej Syberii było cieplej. Tam szybko pokrywa śnieżna zaczęła znikać.

Różnice (w cm) pomiędzy aktualną dzienną grubością pokrywy śnieżnej a średnią wieloletnią z lat 1998/99-2011/12. Obszary, w których aktualna głębokość śniegu mieści się w granicach ±5 cm od średniej wieloletniej, są zacienione na szaro. Gruba czerwona linia na mapie wskazuje na historyczne położenie granicy śniegu. Canadian Cryospheric Information Network

Śnieg znikałby szybciej, i prawdopodobnie padałyby rekordy, gdyby nie jego ilość. Ta jest bardzo duża. Widać to na Dalekiej Północy, za kołem polarnym. To nie efekt spadku temperatur, a raczej ich wzrostu, co jest widoczne zimą lub szerzej w półroczu zimowym. Z kolei w kwietniu za kołem polarnym mimo zmian klimatycznych temperatury pozostają ujemne, co pozwala na dalsze opady. Na północy Kanady czy na półwyspie Tajmyr leży pół metra białego puchu więcej.

Średnia dla kwietnia ilość wody zawartej w kolumnie atmosfery o powierzchni jednego metra kwadratowego (TPW/m2) w latach 1980-2021. Wykres obejmuje dane z obszaru okołoarktycznego. NOAA/NCEP

Do opadów śniegu nie są wskazane bardzo niskie temperatury. Dlatego też np. na Antarktydzie na ogół jest tak samo sucho jak na południu Libii czy Algierii. W lodowatym powietrzu trudno o parę wodną, pokazuje to wykres obok (kliknij, aby powiększyć). Od lat za sprawą globalnego ocieplenia obserwuje się wzrost ilości wody w atmosferze, co ilustruje powyższy wykres. Wzrost ten jest ewidentny. W związku z tym są większe szanse na opady śniegu w porze zimowej, a także wiosną. A ponieważ do opadów wystarczy temperatura około zera stopni (na Syberii jest wysoka wtedy dodatnia anomalia), to pada dużo śniegu. Nie należy się w przyszłości spodziewać, że w przypadku kwietnia nastąpi radykalna zmiana. Przynajmniej nie w ciągu najbliższych 3-5 lat. Wzrost temperatur musi być na tyle duży, by przebić granicę między opadami śniegu a deszczu. Wystarczy za przykład podać Polskę, gdzie mogą w kwietniu wystąpić opady śniegu w temperaturze około +1oC.

Powierzchnia pokrywy śnieżnej w 2021 roku dla Ameryki Północnej, Europy i Azji w zestawieniu ze średnią 2000-2019. NSIDC, grafika Nico Sun

I bliżej lata, tym większe zmiany. Rosnące z każdym dniem temperatury sprawiają, że uwydatnia się efekt globalnego ocieplenia. Nowe opady maleją i w kocu przestają mieć miejsce, a wzrost temperatur przyspiesza topnienie tego, co pozostało. Wraz z początkiem maja zaobserwowano przyspieszenie topnienia. Im szybciej stopi się śnieg, tym szybciej pod koniec maja i w czerwcu nagrzeje się Arktyka. Czapa polarna będzie się wtedy szybciej topić, bo śnieg zniknie szybciej niż zwykle. Nagrzane lądy za kołem polarnym staną się transmiterem ciepła w połowie czerwca. 

Zobacz także:

czwartek, 6 maja 2021

PIOMAS (kwiecień 2021) - nierównomierny przyrost II

Gdyby nie presja ze strony warunków pogodowych, głównie w postaci dipola arktycznego, kwietniowa objętość lodu byłaby większa niż jest. Szóste miejsce na koniec kwietnia wydaje się być dobre, ale to tylko pozory. 

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

Czynnik związany z dosyć dobrymi warunkami dla zamarzania z zimy 2020/21 pozwolił na utrzymanie szóstej pozycji - 30 kwietnia objętość lodu morskiego wyniosła 22 428 km3 - prawie 1/3 mniej niż w latach 80. XX wieku. Różnice pomiędzy ostatnimi latami nie przekraczają nawet jednego procenta. Świadczy to o tym, że Arktyka nie jest w stanie odrodzić się po jednym sezonie zamarzania do stanu sprzed kilkunastu lat. Animacja obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje, że zmiany zaszły głównie w sektorze rosyjskim, a to w przypadku letnich roztopów niewiele pomoże. Maksimum objętości lodu wypadło 3 kwietnia.
 
Grubość arktycznego lodu morskiego dla 30 kwietnia w latach 2007-2021.

Jeśli popatrzymy sobie na okres lat 2007-2017 to zobaczymy, że stałym elementem czapy polarnej z wyjątkiem roku 2011 był gruby pak lodowy ciągnący się wzdłuż Archipelagu Arktycznego. Od 2018 roku ten lód zanika, i w zależności od sezonu wygląda inaczej. Nie jest w stanie się w pełni odrodzić. W tym roku wygląda to nieznacznie lepiej za sprawą tego co się działo na Morzu Beauforta - a więc warunków pogodowych, jakie miały miejsce zimą. 
 

Na tej tabeli przedstawiona jest dokładna rozpiska objętości lodu na 30 kwietnia. W różowych kolumnach przedstawione są różnice względem poprzednich lat i średnich dekadowych, także ich procentowe wartości. Różnice względem poprzednich lat są ledwie widoczne. Największa różnica dotyczy jedynie 2017 roku, kiedy zimowe warunki nie sprzyjały szybkiemu zamarzaniu i przyrostowi grubości lodu. Ilość lodu była wtedy 8,5% mniejsza niż w tym. Do końca kwietnia czapa polarna straciła niewiele lodu, gdyż jest to dopiero początek. Jeśli jednak rozwój warunków pogodowych będzie rozwijał się tak jak dotychczas, to tempo topnienia przyspieszy.

 
Grubość lodu morskiego w kwietniu 2021 roku i jej odchylenia w stosunku do średniej 1981-2010. PIOMAS/Zachary Labe
 
Problem z sezonem zamarzania, który skończył się kilka tygodni temu, polega na tym, że anormalnie większa ilość a tym samym grubość lodu pojawiła się tam, gdzie latem następuje całkowite topnienie.
 
Zmiany objętości lodu morskiego w Basenie Arktycznym i rosyjskich akwenach morskich w 2021 roku w zestawieniu ze zmianami z lat 2000-2020.
 
Ten dodatkowy lód, jak pokazuje wykres, powstał na rosyjskich akwenach wodnych, wzdłuż wybrzeży Syberii. Są to obszary, gdzie występuje lód sezonowy, który znika nawet przy słabym sezonie roztopów. Lód Basenu Arktycznego startował z bardzo niskiej pozycji i przez większość sezonu zamarzania jego tempo przyrostu nie było szybkie. Mapa obok pokazuje odchylenia grubości czapy polarnej względem lat 2011-2020. Przeciętna dodatkowa wynosi około 40-50 cm. W przypadku braku agresywnych roztopów w czerwcu i lipcu, Przejście Północno-Wschodnie otworzy się na przełomie lipca i sierpnia. Nie pomoże nawet lód o ponad metr grubszy, bo znajduje się u wybrzeży kontynentu, na którym temperatury w środku lata w obrębie koła polarnego potrafią wzrosnąć nawet do 30oC.

Zmiany średniej miesięcznej ilości lodu morskiego w Arktyce dla kwietnia w latach 1979-2021. Dane PIOMAS

W ciągu ostatnich kilku lat nie doszło do wyraźnego spadku ilości lodu, ale patrząc wstecz, widać, że doszło do sporych zmian. Od 1979 roku czapa polarna straciła 31% lodu.
 
Zobacz także:

środa, 5 maja 2021

Kwiecień 2021 - krok w stronę naszej wiosny

Wiosenne topnienie lodu (spadek jego zasięgu) było typowe dla tego miesiąca. Czasem wycofywanie się lodu postępowało szybko, czasem wolniej. Dość powolne zmiany miały miejsce pod koniec miesiąca. Jednocześnie przez cały kwiecień temperatury w Arktyce były znacznie wyższe od średniej wieloletniej.

Średni zasięg arktycznej pokrywy lodowej w kwietniu 2021 roku. Fioletowa linia pokazuje średni zasięg lodu dla okresu 1981-2010 dla kwietnia. Sea Ice Index - NSIDC

Uśredniona wartość zasięgu arktycznego lodu morskiego dla kwietnia 2021 roku wyniosła 13,84 mln km2. To 0,41 mln km2 więcej niż w rekordowym dla tego miesiąca 2019 roku i 0,85 mln km2 mniej niż wynosi średnia 1981-2010. Zasięg lodu dla kwietnia 2021 okazał się szóstym najmniejszym w historii pomiarów.  Najmniej lodu znajdowało się na Morzu Barentsa i Beringa, a także na Morzu Labradorskim co jest efektem zmian z poprzedniego miesiąca - marca. Mapa obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje anomalie koncentracji lodu morskiego dla marca 2021 roku. 
 
Zmiany zasięgu i koncentracji arktycznego lodu morskiego w kwietniu 2021 roku. NSIDC/Sea Ice Analysis Tool
 
Zmiany w arktycznym lodzie dla kwietnia 2021 były typowe dla tego okresu - największe topnienie miało miejsce na akwenach zewnętrznych jak Morze Ochockie czy Labradorskie. Wolniejsze zmiany, co pokazuje animacja występowały na Morzu Barentsa, co wiązało się z działaniem dipola arktycznego.  

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

Przez cały kwiecień zlodzenie arktycznych wód było niższe od średniej wieloletniej, co nie powinno dziwić, aczkolwiek zmiany były typowe dla kwietnia. Wpływ na nie miał w głównej mierze wiatr generowany przez określone wzorce układów barycznych. Średnie tempo topnienia w kwietniu 2021 wyniosło 29 tys. km2, było więc wolne z uwagi na zmiany z trzeciej dekady kwietnia. 

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

Jak wspomniano we wcześniejszym tekście, kwiecień był w Arktyce znacznie cieplejszy od średniej. Przy czym występowały różnice wynikające z działania określonych wzorców pogodowych.
W całej Arktyce (obszar 65-90oN) kwiecień był o 2,76oC cieplejszy od średniej wieloletniej. Tymczasowa ekspansja lodu widoczna na Morzu Barentsa była związana z niskim ciśnieniem  powiązanym z często występującym dodatnim dipolem arktycznym, co pokazuje mapa obok. Układ ten sprowadzał przy tym ciepłe masy powietrza, w wyniku czego w regionie Morza Karskiego i częściowo Barentsa temperatury były nawet o 5oC wyższe od średniej 1981-2010. 
 
Wysokie temperatury w Arktyce, a następnie działanie dipola arktycznego spowodowały wydłużenie fali chłodu, jakiej od wielu tygodni doświadcza Polska. Znacznie wyższe niż kiedyś temperatury będą prowadzić właśnie do takich sytuacji, do jakiej doszło w kwietniu tego roku, a także teraz w maju.  

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

Średnioroczne tempo spadku zlodzenia w trendzie wynosi dla kwietnia 2021 roku 38,6 tys.
km2, a więc 2,6% na dekadę w stosunku do średniej 1981-2010. Od 1979 roku zlodzenie arktycznych wód w przypadku kwietnia skurczyło się o 1,62 mln km2.

Wiek lodu
Od wielu lat obserwuje się, jak z powodu coraz szybszego topnienia zmienia się wiek lodu. Dziś znaczący udział ma lód sezonowy, dawniej był to gruby, a tym samym wieloletni pak lodowy.

Zmiany obszaru, jaki zajmuje lód wieloletni i jednoroczny od 1985 roku do dziś. Powyżej mapy przedstawiające rozmieszczenie lodu wieloletniego i jednorocznego w marcu 1985 i 2021 roku.

Dziś udział jednorocznego lodu morskiego (marzec 2021) to 73,3% powierzchni Oceanu Arktycznego, a jedynie 3,5% to lód mający więcej niż 4 lata. W marcu 2020 roku lód jednoroczny zajmował 70,6%, a wieloletni 4,4%.

W lutym 2021 roku niezwykle wysokie ciśnienie nad środkową częścią Oceanu Arktycznego wytworzyło silną cyrkulację lodu morskiego w Wirze Morza Beauforta. Spowodowało to wypchnięcie znacznej ilości lodu, w tym lodu wieloletniego w pobliże północnego wybrzeża Alaski i Kanady. Część tego lodu przesunęła się teraz na północ i zachód do Morza Czukockiego - jest to odizolowana plama starszego lodu pośród tego jednorocznego. Trzeba będzie obserwować to zjawisko przez całe lato, aby zobaczyć, jaki los czeka ten starszy lód.

Na podstawie National Snow and Ice Data Center: A step in our spring

Zobacz także: