Raport z III dekady maja - spokojne gotowanie lodu

Po ogromnym ociepleniu w pierwszej połowie maja, wysokie temperatury nad Oceanem Arktycznym nie przestały rosnąć. Mimo tego faktu tempo topnienia pokrywy lodowej (spadek zasięgu/powierzchni) spowolniło. Przyczyną był brak presji pogodowej w postaci wiatru. Także to, że granica lodu dotarła do miejsc, w których zwykle jeszcze topnienie nie powinno zachodzić i to przynajmniej przez dwa kolejne tygodnie. Zlodzenie mimo, że nie jest rekordowe, to wciąż znajduje się w czołówce. Lód z powodu wciąż wysokich temperatur roztapia się konsekwentnie w niemal każdym miejscu Arktyki. 

Zobacz mapę koncentracji arktycznego lodu morskiego w kolorowej wersji.  

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

Wysokie temperatury w maju pozwoliły na przyspieszenie roztopów, ale zmiany te zachodziły też pod naporem systemów barycznych generujących wiatr i tym samym dryf lodu. W trzeciej dekadzie maja pogoda pod względem barycznym nie sprzyjała zbytnio roztopom, nie było przede wszystkim dipola arktycznego. Systemy baryczne były tak ułożone, że wiatr nie wszędzie generował odpowiedni dryf kry lodowej, co przekładałoby się na szybkie spadki. Mimo to, jak pokazuje powyższa mapa, w pokrywie lodowej na Oceanie Arktycznym występują duże ubytki, które zgodnie z prawem albedo będą umacniać dalsze roztopy. Animacja obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje zmiany zasięgu i koncentracji lodu morskiego w dniach 20-30 maja 2020. Lokalnie, jak na Morzu Łaptiewów i Wschodniosyberyjskim dochodziło do zmian, gdzie indziej, jak na Morzu Beauforta, Karskim czy Grenlandzkim przez kilka dni prawie w ogóle nic się nie działo.  

 Zmiany tempa zwiększani/zmniejszania się zasięgu lodu morskiego w 2020 roku w zestawieniu ze zmianami z 2012 i średniej z ostatnich 10 lat.

I tak jak ilustruje to powyższy wykres na podstawie danych z JAXA, tempo wycofywania się lodu w trzeciej dekadzie maja przez kilka dni było wyraźnie wolniejsze niż na przestrzeni ostatnich 10 lat. 

Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2020 roku i wyszczególnienie względem wybranych lat, oraz średniej 1981-2010. Wykres pokazuje zapis dziennych odczytów w 5-dniowej średniej. NSIDC
 

Mimo lokalnych pauz w spadku zasięgu/powierzchni lodu, to ogóle zmiany były widoczne. Średnia dla całej trzeciej dekady według NSIDC pokazuje, że tempo wycofywania lodu mieściło się w normie wieloletniej. 30 maja zasięg lodu morskiego liczył 11,67 mln km², to o 1,08 mln km² mniej niż wynosi średnia 1981-2010, stanowiąc więc różnicę 8,5%. Tempo topnienia było w maju na tyle szybkie, że różnica w wielości zlodzenia względem wielolecia wzrosła z 6,17% z 30 kwietnia to obecnych 8,5%. Wydaje się niewiele, ale z punktu widzenia klimatologii, to bardzo dużo. Mapa NSIDC obok ilustruje aktualne różnice w zlodzeniu arktycznych wód względem średniej 1981-2010.

Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2020 roku względem lat 2005-2019 i średnich dekadowych. JAXA

Te kilkodniowe spowolnienie nie jest niczym niezwykłym, bo przede wszystkim wynika z tego, że i tak w tym sezonie stopiło się już zbyt dużo lodu. Nie tylko ze względu na brak presji ze strony wiatru, ale też ze względu na to, że granica wolnych od lodu wód dotarła do miejsc, gdzie woda ta nie mogła się ogrzać do wartości pozwalających na dalsze zmiany w powierzchni. Zmiany w pogodzie szybko uzupełniały powstałe wcześniej ubytki. Z kolei albedo nie wszędzie działa - proste - nie wszędzie jest bezchmurne niebo. Mapa JAXA czy wyżej z NSIDC pokazują, że w wielu miejscach granica czapy polarnej przebiega zbyt daleko na północ. 

 Powierzchnia lodu morskiego w 2020 roku względem wybranych lat. Dane NSIDC, wykres Nico Sun 

Jak pokazuje wykres, przez kilka dni topnienie było bardzo powolne, niektóre miejsca zamarzały - lód zniknął, a potem wiatr zmienił kierunek. Ponieważ woda nie zdążyła się nagrzać, to porostu zmarzła. To normalne zjawisko, które lokalnie zdarza się nawet w lipcu. Patrząc sumarycznie, to jednak doszło do widocznych zmian. 20 maja powierzchnia lodu liczyła 10,13 mln km², 30 maja już 9,6 mln km². Spowolnienie jest krótkotrwale i wiele nie zmienia. Czapa polarna wciąż ma bardzo małe rozmiary, co ilustrują powyższe wykresy. Mapa obok pokazuje odchylenia powierzchni lodu względem średniej 2007-2016. 

 
Zmiany powierzchni lodu morskiego na poszczególnych akwenach. Wipneus, dane AMSR2, University of Hamburg

Cza polarna nie ma rekordowo małych rozmiarów, ale lokalnie występują rekordy lub do rekordowych wartości brakuje niewiele. Tak jest na rosyjskich akwenach, gdzie szybkie topnienie śniegu na Syberii i w północno-wschodniej Europie dało możliwość przedwczesnym roztopom na Morzu Karskim czy Łaptiewów.

Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 w Arktyce w 2007, 2012, 2016 i 2020 roku dla 19-29 maja. NOAA/ESRL

Ostatnia dekada maja (tu pokazany okres w dniach 19-29), to wyjątkowo, być może rekordowo ciepła Arktyka. Nad ponad połową powierzchni Oceanu Arktycznego temperatury były co najmniej 4^oC wyższe od średniej wieloletniej. Topnienie nie rozpędzało się, bo jak wyżej już wspominano, zabrakło presji ze strony systemów barycznych. Lód w Arktyce nie topi się w taki sam sposób jak lód na jeziorze. Poza temperaturami ważny jest wiatr i tym samym dryf lodu w odpowiednim kierunku. Ale oczywiście, to co się dzieje pod względem temperatur budzi obawy. Brak dipola czy silnego wiatru w trzeciej dekadzie maja to nie znak, że ewentualne rekordowe topnienie nie będzie miało miejsca. Animacja obok ilustruje przemieszczanie się mas powietrza i zmiany ich temperatur w trzeciej dekadzie maja 2020 roku. 

Zmiany średnich temperatur wokół bieguna północnego (80-90^oN) w 2020 roku względem średnich z poszczególnych dekad. DMI, grafika Nico Sun

Temperatury już wyrządziły poważne szkody, których na pierwszy rzut oka nie widać. W wielu miejscach stopił się lub szybko topnieje śnieg na lodzie, więc jego barwa się zmienia. Lód topi się także od góry, nie tylko od dołu. Pokazuje to zdjęcie poniżej. Nad znaczną częścią Oceanu Arktycznego w trzeciej dekadzie maja temperatury przekroczyły zero stopni, co nie powinno mieć miejsca o tej porze roku. Odwilż następuje w czerwcu.

Zmiana albedo powierzchni lodu morskiego Morza Czukockiego. U góry pokazany jest początek maja, na dole koniec. NASA Worldview/Modis Terra/Aqua

Temperatury naruszyły lód morski. Stopiły śnieg i doszło do znacznej zmiany w albedo, co pokazują powyższe zdjęcia satelitarne. Ciemnoczerwony kolor z 30 maja oznacza, że na lodzie nie ma śniegu. Stawów topnienia prawie w ogóle nie ma lub są bardzo płytkie i niewielkie, nie widać ich z góry. Jedną z przyczyn jest to, że sam śnieg, którego po mroźnej zimie było niewiele nie daje dużo wody, potrzebne są w przypadku Arktyki mgły lub nisko zawierzone chmury. Z kolei na mocno pofragmentowanym  i jeszcze bardzo cienkim lodzie woda szybko ucieka. To co widać na zdjęciach satelitarnych jako jedną krę lodową, w rzeczywistości tych kier jest więcej.  Piksel na zdjęciu satelitarnym ma 250 metrów.

Odchylenia temperatur od średniej 1958-2002 powierzchni arktycznych wód dla 30 maja w latach 2014-2020. DMI
 

Temperatury powierzchni wód arktycznych są w tym roku na obecną chwilę nieco chłodniejsze niż w ostatnich latach, ale nie wszędzie, co można zobaczyć na mapach. Przyczyn jest wiele, i zależą one od regionu. Przykładowo na Atlantyku prawdopodobnie mamy do czynienia z zanikaniem cyrkulacji termohalinowej (słabnięcie Golfsztromu), ale tu potrzebne są dalsze obserwacje. Należy więc przyjąć, że są to krótkotrwałe, cykliczne zmiany. Na Morzu Beringa część wód jest zimna, bo przyczyną są lokalne warunki pogodowe, jak i też gwałtowny zanik lodu - energia cieplna wody została zużyta na topnienie. To także wiatr, ostatnio wiało od strony Oceanu Arktycznego, więc woda w rosyjskiej części Morza Beringa się ogrzała. Na Morzu Barentsa z kolei wysokie temperatury są związane z brakiem zimny w północno-zachodniej Rosji i ostatnimi falami upałów. W przypadku Morza Beringa dodać też należy brak El Niño. Same temperatury wód powierzchniowych przy granicy z lodem nie muszą przekładać się na wynik topnienia czego dowodem jest rok 2016.

 Grubość lodu morskiego w latach 2015-2020 dla 30 maja. Naval Research Laboratory, Global HYCOM  

Wysokie temperatury w maju mogą przyspieszyć topnienie lodu w kolejnych miesiącach. Zestawienie map HYCOM pokazuje, że obecna grubość lodu wygląda źle na tle ostatnich lat. Szczególnie widać to po stronie rosyjskiej, gdzie rok temu miały tam miejsce silne roztopy. Wzorce pogodowe nad Syberią z ostatnich tygodni już wpłynęły na czapę polarną, co widać na animacji obok. Jedyny plus jest taki, że na razie nie obserwuje się wyraźnych zmian po stronie amerykańskiej. To przesłanka wskazująca na to, że w tym roku nie należy spodziewać się rekordowych roztopów. 

Kra lodowa na Morzu Czukockim 30 maja 2020 roku. NASA Worldview

Kra lodoa na Morzu Łaptiewów. NASA Worldview

Powstająca kra lodowa na Morzu Beauforta.

Na Morzu Beauforta zmiany są powolne na dzień dzisiejszy, ale niewykluczone, że przyspieszą. Jednym z czynników wzmacniających topnienie jest ciepła woda z rzek, która już wpada do morza. Widać to na zdjęciu satelitarnym na przykładzie rzeki Mackenzie.

Podsumowując, obecne zmiany z maja wskazują na wysokie ryzyko silnego topnienia w czerwcu i w lipcu. Być może nie rekordowego, ale jest istnieje bardzo wysokie ryzyko, że w tym roku zasięg lodu we wrześniu zejdzie poniżej 4 mln km².

Zobacz także:

• Raport z II dekady maja - ogromny wzrost temperatur, czwartek, 21 maja 2020 W drugiej dekadzie maja nad Oceanem Arktycznym rozrósł się potężny ośrodek wysokiego ciśnienia, który podniósł temperatury w Arktyce do niespotykanych wcześniej wartości. Naukowcy stwierdzają, że takiego skoku temperatur w maju nie było od co najmniej 1958 roku. Taka sytuacja odbija się już na stanie arktycznego lodu morskiego.
• Raport z I dekady maja - kolejna cisza przed burzą, poniedziałek, 11 maja 2020