PIOMAS (styczeń 2018) - wymęczone zamarzanie w Arktyce

Raport Pan-Arctic Ice Ocean Modeling and Assimilation System (PIOMAS) na styczeń 2018 pokazuje, że globalne ocieplenie wyznacza pewne granice, których Arktyka bez interwencji odpowiednich warunków pogodowych nie jest już w stanie przekroczyć. Sytuacja względem grudnia 2017 roku praktycznie w ogóle się nie zmieniła.

Objętość lodu w Arktyce w 2018 roku względem wartości z ostatnich lat i średniej 1979-2017. PIOMAS

31 stycznia 2018 objętość lodu wyniosła 17567 km³. I choć różnica względem 1 stycznia 2017 nieznacznie wzrosła, to tak naprawdę nic się nie zmieniło. Dlaczego? Ponieważ te dodatkowe 48 km³ zostało z trudem wyszarpane w czasie mężnej próby efektywnego zamarzania, a dokładnie zwiększania grubości sezonowego lodu, szczególnie w obszarze Morza Łaptiewów. To mała pozytywna informacja, bo grudniu 2017 tempo przyrostu lodu było na tyle wolne, że różnica względem 2016 roku (grudzień był wtedy rekordowy) się skurczyła. Nastąpił więc bardzo mały renesans o wartości tych 48 km³. 

Objętość lodu w Arktyce w 2018 roku względem wartości z okresu 1979-2017 i średniej 1981-2010. PIOMAS/Zack Labe

Ale ta zmiana jest o tyle nic nieznacząca, jeśli spojrzy się na cały miesiąc. Przedstawia to wykres na samym dole. Ilość lodu jest oczywiście większa niż w rekordowym styczniu 2017. 31 stycznia objętość ta była o 1405 km³ większa, czyli całkiem dużo. Tyle tylko że na koniec grudnia ubiegłego roku było prawie to samo, co na tle wartości rzędu 15-17 tys. km³ jest różnicą bardzo niewielką. Powyższy wykres przedstawiający wszystkie lata od 1979 roku pokazuje, jak duża jest różnica względem choćby lat z poprzedniej dekady, nie mówiąc już o XX wieku. Mamy więc w styczniu korektę na wykresie raptem o kila centów. To nic nie zmieni, kiedy do Arktyki zawitają naprawdę nieprzyjemne zmiany pogodowe, z efektywnym transportem lodu przez Cieśninę Frama rodem z 2007 roku.

 Grubość lodu morskiego Arktyki 31 stycznia 2018 i anomalie grubości w stosunku do średniej 1981-2010. PIOMAS/Zack Labe

Dane PIOMAS pokrywają się mniej więcej z tym co pokazuje HYCOM. Lodu grubego na 4-5 metrów prawie w ogóle nie ma. Jest pewien obszar czapy polarnej grubej na 3 metry, ale nie jest tego zbyt wiele. Dominuje lód o grubości niecałych dwóch metrów, który owszem przyrośnie w lutym i w marcu, ale to już niewiele zmieni. I oczywiście wszystko będzie zależeć od pogody. Druga mapa pokazuje, że poza niewielkim obszarem po rosyjskiej stronie, wszędzie grubość lodu jest mniej lub bardziej mniejsza niż kiedyś.

 Grubość arktycznego lodu morskiego w 2018 roku w stosunku do okresu 2005-2017 i średnich wartości z lat 80. i 90. XX wieku. PIOMAS

Średnia grubość lodu znajduje się w czołówce najmniejszych wartości od lat. Jest nieco większa niż w styczniu 2013 roku (konsekwencje megatopnienia z 2012 roku). Na koniec stycznia pokrywa lodowa miała 1,4 metra grubości, w latach 80. XX wieku lód był gruby na 2 metry.

 

Trend spadkowy i odchylenia spadku/wzrostu ilości arktycznego lodu morskiego.

Anomalia trendu spadkowego wyszła nieco ponad krzywą, gdyż zamarzanie w październiku zachodziło dobrze, a w 2017 roku letnie topnienie lodu było relatywnie słabe. Nie notuje się też stałych ekstremalnych wzorców pogodowych, lecz jedynie 3-5-dniowe incydenty, rozdzielane okresami spokojnych, w miarę sprzyjających dla zamarzania warunków pogodowych. Nie ma też dipola arktycznego, wiążącego się z utratą lodu.

 Spadek ilości lodu w Arktyce dla stycznia w latach 1979-2018 i ekstrapolacja trendu do 2042 roku. Dane PIOMAS

W skali całego miesiąca, to w sumie jest to samo co w grudniu zeszłego roku. Wystarczy spojrzeć na różnice grudzień 2017 i 2016, oraz styczeń 2018 i 2017. O ile w grudniu 2017 roku ilość lodu była o 1432 km³ większa od rekordowego 2016 roku, to w styczniu tego roku wartość względem rekordowego wtedy 2017 roku spadła do 1381 km³. To niewiele, ale pokazuje, że tak naprawdę w styczniu nic się nie zmieniło. Tyle tylko, że objętość lodu jest trzecią najmniejszą w historii pomiarów. Trzecią, bo na drugim miejscu jest rok 2013, po tym jak doszło do potężnych roztopów latem 2012 roku. Różnica styczeń 2018 - styczeń 2013 wynosi jedynie 224 km³. W 2017 roku nie było rekordowego topnienia. 

Od 1979 roku objętość lodu spadła o 42% dla stycznia. Pokrywa lodowa jest więc mniejsza prawie o połowę. Jeśli nic się nie zmieni, to jak pokazuje wykres, do połowy tego wieku czapa polarna w styczniu skurczy się do 8000 km³, lub nieco poniżej tej wartości. 8000 km³ to średnie wrześniowe minimum z lat 2005-2007.  Można zasugerować, że za jakieś 30 lat czapa polarna nie będzie zimą pokrywać całego Oceanu Arktycznego. Ocean nagrzeje się na tyle, że woda jesienią nie zdąży się wychłodzić tak, by cały Ocean Arktyczny mógł zamarznąć w styczniu. 

Zobacz także:

• PIOMAS (grudzień 2017) - gasnąca siła zamarzania w Arktyce, piątek, 5 stycznia 2018  Wysokie temperatury w grudniu, powolne zamarzanie Morze Czukockiego i Barentsa sprawiły, że pokrywa lodowa nie mogła efektywnie przyrastać. Tempo zamarzania w grudniu było zbliżone do wartości sprzed 10 czy 20 lat, ale nie mogło z racji tego umocnić końcowego wyniku. Sytuacja względem października uległa poprawie, ale względem drugiej połowy listopada nie uległa ona już ona zmianie. Teraz objętość lodu jest trzecią najmniejszą w historii pomiarów.
• PIOMAS - (listopad 2017) - silne zamarzanie może szybko zblednąć, środa, 6 grudnia 2017 

Styczeń 2018 - obszar lodu morskiego rekordowo mały, znowu

Początek 2018 roku charakteryzował się rekordowo niskim zasięgiem arktycznego lodu morskiego. Już pod koniec grudnia obszar lodu w Arktyce wszedł na rekord. Jedynie w drugiej dekadzie miesiąca tempo zamarzania przyspieszyło, co skutkowało utratą pierwszego miejsca, jednak w trzeciej dekadzie miesiąca sytuacja znów się odwróciła. Wysokie temperatury, fale ciepła uderzające w obrzeża czapy polarnej, hamowały zamarzanie. Ważną rolę odgrywały także podwyższone temperatury wód.

Średni zasięg arktycznej pokrywy lodowej w styczniu 2018 roku. Fioletowa linia pokazuje średni zasięg lodu dla okresu 1981-2010 dla stycznia. Sea Ice Index - NSIDC

Jak widzimy na powyższej mapie, zasięg lodu w styczniu 2018 był wyraźnie mniejszy od średniej wieloletniej. Wyraźna różnica między średnią 1981-2010 jest w sektorze atlantyckim: Morze Barentsa i Karskie. Duże braki widoczne są także na Morzu Beringa. Średni zasięg lodu w styczniu 2018 wyniósł 13,06 mln km², to o 1,36 mln km² poniżej średniej 1981-2010 i 0,11 mln km² poniżej rekordowej wartości z 2017 roku. 

Lód szybko przyrastał po amerykańskiej stronie Morza Beringa dzięki stałym wiatrom znad mroźnego lądu Alaski. Ale to niewiele pomogło, bo obszar lodu jest tam wciąż  niewielki. Unormowana jest sytuacja na Morzu Labradorskim i Zatoce Św. Wawrzyńca także dzięki stałym, mroźnym wiatrom znad lądu.

Zmiany zasięgu arktycznego lodu morskiego w 2017 i 2018 roku w stosunku do ostatnich lat i średniej 1981-2010.

W styczniu tempo przyrostu lodu było nieznacznie poniżej średniej, co miało wpływ na to, że przez większość dni stycznia zasięg lodu był rekordowo niski. Tempo to wyniosło 37 tys. km² dziennie, średnia wynosi 42,7 tys. km².  

 Zmiany zasięgu lodu morskiego w styczniu 2018 roku. AMSR2, Institute of Oceanography, University of Hamburg

Z powodu cieplejszego niż kiedyś powietrza i wody okalającej czapę polarną, przyrost lodu (wzrost zasięgu) nie był wszędzie równomierny. Często dochodziło do sytuacji, kiedy lód wycofywał się zamiast przyrastać. Na powyższej animacji możemy zobaczyć zmiany zasięgu lodu, jakie miały miejsce w ubiegłym miesiącu.

 Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 w Arktyce dla stycznia 2018 roku. Wartość anomalii na poziomie ciśnienia 925 hPa (750 m.n.p.m). NOAA/ESRL 

Przyczyną dość słabego zamarzania powierzchni arktycznych wód były wyższe od średniej temperatury. Temperatury nad Oceanem Arktycznym były średnio o 3oC wyższe od wartości bazowej 1981-2010. Lokalnie, a więc nad Morzem Karskim, Barentsa, w regionie Svalbardu temperatury były o 7 do nawet 9^oC wyższe od średniej. Jedyne zimne obszary występowały nad lądami, tak było m.in na Syberii, gdzie temperatury w jej wschodniej części były od 1 do nawet 4^oC poniżej średniej. Skutki wysokich odchyleń temperatur są widoczne tam, gdzie lód ma przyrastać. Woda, jak pokazuje animacja obok, była w styczniu dość ciepła. Tam gdzie lód pokrywał dany obszar pod wpływem mroźnego wiatru, woda oddawała ciepło, dając wysokie anomalie temperatur powietrza.

Średnie tempo spadku zasięgu lodu morskiego dla grudnia w latach 1979-2017.

Wykres pokazuje, że tempo utraty lodu jest ewidentne. Styczeń tego roku znalazł się wyraźnie poniżej średniej. Liniowy trend spadkowy zasięgu lodu morskiego dla stycznia 2018 roku wyniósł 47,7 tys. km² rocznie, co oznacza 3,3% spadku na dekadę. Czapa polarna w styczniu 2018 była o prawie 13% mniejsza niż w początkowym okresie historii pomiarów. 

 Globalny zasięg lodu morskiego w 2018 roku względem lat 1979-2017.  Dane NSIDC, wykres Wipneus

Niskie wartości zasięgu lodu w Arktyce, a także wokół Antarktydy sprawiły, że globalna kriosfera w styczniu ocierała się o rekordowe wartości, jakie miały miejsce w 2018 roku.
 
Styczeń 2018 roku to kolejny w ostatnich latach miesiąc, kiedy to czapa polarna w Arktyce notuje rekordowo małe wartości. Zaistniała sytuacja przekłada się na zmiany we wzorcach pogodowych wokół Arktyki.

Na podstawie:  National Snow and Ice Data Center: Sea ice tracking low in both hemispheres

Zobacz także:

• Grudzień 2017 - czapa polarna ponownie idzie na rekord, czwartek, 4 stycznia 2018 Grudniowy zasięg lodu morskiego w 2017 roku był znacznie mniejszy od średniej z wielolecia. Granica lodu przebiegała zdecydowanie dalej na północ niż w XX wieku po stronie Oceanu Atlantyckiego, jak i też Spokojnego (Morze Beringa, Czukockie).  
• Listopad 2017 - rekord na Morzu Czukockim, czwartek, 7 grudnia 2017 
• Październik 2017 - szybkie zamarzanie w bezchmurnej ciemności, sobota, 4 listopada 2017 

 

Wir polarny i ogon diabła - konsekwencje

Kilka dni temu wir polarny przemieścił się w stronę Ameryki Północnej, a potężne układy niskiego ciśnienia zarzuciły ciepłe, atlantyckie powietrze nad część Oceanu Arktycznego. Temperatury z -30^oC wzrosły do około -1^oC, wywołując opady mokrego, ciężkiego śniegu, którego leżąca na lodzie warstwa uległa zwiększeniu. Animacja obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje zmiany zasięgu lodu morskiego w atlantyckiej części Oceanu Arktycznego w dniach 1-5 lutego 2018 roku.

 Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2018 roku względem ostatnich lat i średnich wartości z poprzednich dekad. JAXA

Głęboki niż baryczny sunący wzdłuż wschodnich wybrzeży Grenlandii, nie tylko wpuścił ciepło do Arktyki. W pobliżu bieguna północnego wciąż utrzymywał się mróz, ale bardzo lekki, co nie wpłynęło od razu bezpośrednio na zasięg i powierzchnię lodu. Jednak towarzyszył temu silny wiatr i fale morskie. Efektem jest mocne spowolnienie przyrostu lodu. Według danych JAXA zasięg lodu jest obecnie taki sam jak rok temu. Mapa obok pokazuje, że po stronie atlantyckiej obszar zajmowany przez lód jest znacznie mniejszy niż w latach 80. XX wieku. Obszar zajmowany przez lód jest o 1,9 mln km² mniejszy niż w latach 80. XX wieku, kiedy to zmiany w Arktyce zaczynały dopiero zachodzić pod wpływem ocieplającego się klimatu.

 Temperatury na wysokości 850 hPa w dniach 2-6 lutego, odzwierciedlające ruchy mas powietrza. Wetterzentrale

Na tej animacji możemy zobaczyć ruchy mas powietrza w Arktyce. Wir polarny przemieścił mroźne powietrze nad Kanadę i Morze Labradorskie, jednocześnie głębokie niże wpuściły ciepło nad atlantycką część Oceanu Arktycznego. Lokalne odchylenia wciąż pozostają wysokie, sięgając nawet 30^oC. Wzrost temperatur o tej porze sam w sobie nie jest zbyt szkodliwy, bo wzrost temperatury startuje z dość niskiego poziomu. Ale mimo to ma wpływ na przyrost lodu. bo zamiast -30^oC jest -1^oC. Jest to ważne na granicy lodu i wolnego od niego morza. Woda w czasie nocy polarnej przestaje się wychładzać.

 Zmiany odchyleń temperatur powierzchni wód arktycznych względem średniej XX wieku w dniach 1-5 lutego 2018 roku. DMI.

Wychładzanie wody tam gdzie znalazły się ciepłe masy powietrza stanęło w miejscu, a to przekłada się na wzrost anomalii temperatur, bo woda o tej porze roku na rubieżach Arktyki ochładza się dalej, dając w ten sposób możliwość dalszego przyrostu lodu. W końcu sezon zamarzania wciąż trwa. Na animacji widzimy, że na Morzu Barentsa dodatnie anomalie nieco się zwiększyły. Ciepło doprowadziło do bardzo dużego skoku temperatur w regionie bieguna północnego, co ilustruje wykres obok.

 Opady w mm w Arktyce dla 5 lutego, oraz ilość wody (TPW) znajdującej się w atmosferze w kg/m². Earthnet

Z powodu takich zmian pogodowych, (w pewnym sensie są one normalne, ale wzmacniane przez globalne ocieplenie), Arktyka przestaje powoli być suchym i bardzo mroźnym miejscem. Dociera tam wilgoć, zwiększa się ilość wody w atmosferze. Rosną też opady. Oczywiście nie pada tam deszcz, choć już incydenty się zdarzały w czasie nocy polarnej. Opady śniegu oznaczają przyrost warstwy białego puchu. Wydaje się, że to dobrze. Nic bardziej mylnego, śnieg stanowi izolację przez mroźnym powietrzem i hamuje przyrost lodu. Owszem, stary śnieg ulega sprasowanie i tworzy nową warstwę lodu, ale to ma sezonowy charakter. Śnieg stanowi izolację. Do tego jego zwiększona ilość ulegając topnieniu w czerwcu stworzy większą ilość stawów topnienia. Więcej śniegu, to więcej wody, stawy będą większe, a to przyspieszy topnienie lodu w razie sprzyjających warunków. 

Poza tym owo zdarzenie pogodowe, wzrost temperatur będzie mieć dalszy wpływ na zmiany pogodowe w Arktyce, jakie zajdą w najbliższych dniach i tygodniach. M.in. chodzi tu o blokady cyrkulacji atmosferycznej. Spadek powierzchni lodu względem ostatnich lat, przekłada się  na większą ilość ciepła i wilgoci w globalnej atmosferze, co będzie skutkować... i tu sobie można dopisać dalej, czytając serwisy pogodowe.

Zobacz także:

• Ogon diabła - ponowne uderzenie, piątek, 2 lutego 2018  Na przełomie 2015 i 2016 roku Arktyka doświadczyła bezprecedensowego ataku ciepłych mas powietrza. Wzrost temperatur powyżej zera na biegunie północnym zapoczątkował trwający dwa lata okres rekordowych temperatur w Arktyce.
• Rekordowo niski zasięg lodu w Arktyce, czwartek, 25 stycznia 2018

Ogon diabła - ponowne uderzenie

Na przełomie 2015 i 2016 roku Arktyka doświadczyła bezprecedensowego ataku ciepłych mas powietrza. Wzrost temperatur powyżej zera na biegunie północnym zapoczątkował trwający dwa lata okres rekordowych temperatur w Arktyce. Skutkiem serii fal ciepła były rekordowe małe wartości zasięgu lodu morskiego, a także jego objętości. W październiku 2017 roku wydawało się, że katastrofa klimatyczna w Arktyce zniknęła, ale od kilku tygodni obserwujemy stopniowy nawrót owej sytuacji. Teraz prognozy pokazują, że "diabeł ponownie uderzy swym ogonem w Arktykę" - to silna fala ciepła znad Oceanu Atlantyckiego. 

 Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2018 roku względem wybranych lat i średniej 1981-2010. Wykres pokazuje zapis dziennych odczytów w 5-dniowej średniej. NSIDC

Przez wiele dni stycznia 2018 roku w Arktyce utrzymywał się rekordowo niski zasięg lodu. Podobna sytuacja ma miejsce teraz, w lutym, chociaż w ciągu ostatnich kilku dni doszło do przyspieszenia zamarzania. Dane NSIDC pokazują, że zasięg lodu wciąż pozostaje rekordowo niski - 13,54 mln km², o 1,4 mln km² mniej niż wynosi średnia 1981-2010. Powierzchnia lodu nie jest rekordowo mała, co powinno mieć wpływ na jego objętość. Objętość lodu w styczniu powinna pozostać względnie wysoka na tle ostatnich kilku lat, ale w czołówce rekordzistów na tle całej historii pomiarów.

 Zmiany zasięgu lodu morskiego na Morzu Beringa w ciągu ostatniego miesiąca w stosunku do ostatnich lat. NSIDC

 Na Morzu Beringa zasięg lodu jest od wielu dni rekordowo niski. Nie ma tam paku lodowego. Takiej sytuacji na tym akwenie w znanej nam historii jeszcze nie było.

 Morze Beringa 1 lutego 2018 roku. NASA Worldview

Na zdjęciu satelitarnym możemy zobaczyć, że lód na Morzu Beringa ma postać kry lodowej i śryżu. Większość wybrzeży Wyspy Św. Wawrzyńca jest wolna od lodu. Pofragmentowany jest także lód na południu Morza Czukockiego.

 Prognozowane warunki pogodowe w Arktyce na 3-6 lutego 2018 roku. Tropical Tidbits

Powstaje system niżów barycznych w wirze polarnym nad amerykańską i grenlandzką częścią Arktyki. 4 lutego ciśnienie w cyklonach spadnie do około 960 hPa i zacznie się intensywny napływ wilgotnego ciepła do Arktyki. W kolejnych dniach sytuacja ulegnie pogorszeniu. W Cieśninie Frama uformuje się cyklon o wartości 947 hPa. Silny sztorm będzie się przemieszczać w głąb Arktyki. Istnieje możliwość zwiększenia siły cyklonu w kolejnych dniach, ale prognozy na dalej niż 4 dni są niepewne.

 Prognozowane odchylenia temperatur od średniej 1979-2000 w Arktyce dla 3-6 lutego 2018 roku. Climate Reanalyzer

Ciepłe i wilgotne powietrze zaciągane przez cyklony spowoduje drastyczny wzrost temperatur w Arktyce. Odchylenie temperatury wyniosą co najmniej 20^oC, w wielu miejscach przekroczona zostanie wartość 30^oC. To sytuacja podobna do tej z przełomu 2015 i 2016 roku. Prognozy przewidują, że za 80^oN temperatura przekroczy 1^oC. Dużą rolę będzie odgrywać wiatr, który fizycznie będzie oddziaływać na pokrywę lodową.

Taka zmiana warunków pogodowych odbije się na stanie lodu morskiego. Z pewnością dojdzie do wycofania się granicy lodu od strony Oceanu Atlantyckiego i ogólnego pogorszenia stanu czapy polarnej. 

Zobacz także:

• Rekordowo niski zasięg lodu w Arktyce, czwartek, 25 stycznia 2018 
• Fala ciepła zatrzymała zamarzanie w Arktyce,poniedziałek, 25 grudnia 2017  Przez Arktykę przetoczyła się gigantyczna fala ciepła, która teraz słabnie i ostatecznie zaniknie. Jednak słowo "ostatecznie" nie jest tu słowem adekwatnym do sytuacji. W kolejce jest następny obszar Arktyki, który doświadczy fali ciepła. Mapa obok pokazuje odchylenie temperatur od średniej 1981-201 w Arktyce. Temperatury nad Oceanem Arktycznym przekroczyły 5^oC powyżej średniej.