Listopad 2018 - przyspieszone zamarzanie, ale nie wszędzie

Tegoroczna jesień odbiega od tych z poprzednich dwóch lat, kiedy pokrywa lodowa w Arktyce rosła powoli. W listopadzie większość arktycznych wód zamarzała szybciej niż zwykle. Wyjątek stanowiły wody Morza Czukockiego i Barentsa. Na tym ostatnim zaszły zmiany, które niedawno opisali naukowcy. Wyjątkowo też szybko pokryte śniegiem zostały obszary Ameryki Północnej.

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

Zasięg arktycznego lodu morskiego w listopadzie wynosił średnio 9,8 mln km², to dziewiąty najmniejszy w historii pomiarów wynik. Zlodzenie było o 0,9 mln km² mniejsze niż średnia 1981-2010, ale 1,14 mln km² większe niż w rekordowym dla listopada 2016 roku. Innym słowy w listopadzie tego roku obszar zajmowany przez lód był nieco ponad 8% mniejszy niż wynosi średnia.

Mapa obok pokazuje anomalie koncentracji lodu morskiego dla listopada 2018 roku. Mimo słabego sezonu topnienia i szybkiego przyrostu lodu w listopadzie, większość obszarów morskich Arktyki wciąż miała znacznie mniejsze zlodzenie niż wynosi średnia wieloletnia.

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

Powyższa animacja pokazuje zmiany zasięgu lodu w ubiegłym miesiącu. Kontynuując trend z drugiej połowy października, lód bardzo szybko rozprzestrzeniał się w pierwszej połowie listopada. Dużą rolę odegrało nie tylko szybko zamarzające na początku miesiąca Morze Łaptiewów, ale później też Morze Baffina i Zatoka Hudsona. 

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

Szybkie zmiany na zewnętrznych akwenach w sumie nie są zaskoczeniem o tej porze. Coraz dłuższa noc sprzyja wychładzaniu. Mimo to tempo było szybkie, gdy lód szybko zwiększa swój zasięg w październiku, w listopadzie tempo zaczyna powoli zwalniać, aczkolwiek w pierwszej dekadzie jest jeszcze szybkie. Średnia dla listopada to niespełna 70 tys. km² na dobę. W tym roku przyrost ten wyniósł niemal 100 tys. km². Na początku listopada w ciągu tygodnia kriosfera zwiększyła swój zasięg nawet o milion kilometrów kwadratowych.

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

Szybki przyrost nie dotyczył wszystkich akwenów. Na Morzu Czukockim lód przyrastał powoli. Tak samo na Morzu Barentsa, gdzie obserwuje się tak zwaną "atlantyzację" Arktyki. Wpływ na powolny przyrost lodu mają temperatury, zarówno wody jak i powietrza, w przypadku Morza Barentsa szczególnie wzrost temperatury wody - zmiany opisane pod dwoma wyżej zamieszczonymi linkami. Listopad 2018 był stosunkowo chłodny na tle ostatnich lat, ale nie pozbawiony dodatnich odchyleń. Nad większością Oceanu Arktycznego temperatury były o 2^oC wyższe od średniej. Zimno było nad Morzem Łaptiewów, co było związane z napływem mroźnego powietrza znad wychłodzonej w październiku północnej Syberii. Szczególnie ciepło, bo 4-5^oC powyżej średniej było na Grenlandii i Skandynawii, oraz nad Morzem Grenlandzkim i południowej części Morza Barentsa.

Średnie tempo spadku zasięgu lodu morskiego dla listopada w latach 1979-2018.

Zasięg lodu w listopadzie zwiększył się o 3 mln km², więcej niż zwykle. To wpłynęło też na ilość lodu, co opisuje raport PIOMAS. Średnioroczne tempo spadku zlodzenia w trendzie wynosi dla listopada 2018 53,5 tys. km², a więc 5% na dekadę w stosunku do średniej 1981-2010. Czapa polarna w tym ujęciu skurczyła się w przypadku listopada o jedną piątą.

Zmiany na Morzu Barentsa

Odchylenia zasięgu lodu morskiego Morza Barentsa w latach 1978-2018 dla poszczególnych miesięcy. A. Barrett, National Snow and Ice Data Center

Niezależnie od ogólnych zmian w Arktyce, w ostatnich latach obserwowany jest duży spadek zlodzenia na Morzu Barentsa. Ilustruje to powyższa grafika. Badania Bartona i jego współpracowników pokazują, że zmienił się rozkład temperaturowy wód Morza Barentsa. W ostatnich latach zaobserwowano wzrost temperatur tych wód. Zwykle ze względu na zamarzanie, ciepła woda znajdowała się pod warstwą tej chłodniejszej. Stanowiło to dodatkową ochronę dla przyrastającego paku lodowego na północy Morza Barentsa. Z powodu globalnego ocieplenia i tym samym topnienia lodu, doszło do znacznego osłabienia stratyfikacji tych wód, czyli ich uwarstwienia. 

 

 Zmiany średniej temperatury powierzchni Morza Barentsa. Zielone krzywe pokazują trendy dla lat 1985-2004 i 2004-2016. W ciągu 20 lat temperatura Morza Barentsa wzrosła o ponad 1^oC. Barton et al., 2018, Journal of Physical Oceanography

Woda zaczęła się mieszać. Kluczowym czynnikiem napędzającym to mieszanie wydaje się być spadek obszaru samego lodu morskiego i zmniejszenie ilości słodkiej wody na powierzchni, gdy lód topi się latem. Efektem jest dalsza stratyfikacja. Tworzy się sprzężenie zwrotne, widać to teraz na przykładzie Svalbardu. Svalbard nawet teraz w grudniu pozostaje wolny od lodu. Naukowcy nazwali ten proces atlantyzacją lub atlantyfikacją arktycznego obszaru. I faktycznie, obszary między Skandynawią a biegunem północnym coraz bardziej nie tylko pod kątem wód, ale warunków pogodowych przypominają Ocean Atlantycki, a nie Arktyczny. Teraz trudno jest mówić o normalnym zamarzaniu Morza Barentsa. 

Dużo śniegu w Ameryce Północnej

 Odchylenia powierzchni pokrywy śnieżnej 1981-2010 w Ameryce Północnej w latach 1966-2018 dla listopada. Rutgers University Global Snow Lab

Według obserwacji Rutgers Global Snow Lab w listopadzie tego roku powierzchnia pokrywy śnieżnej w Ameryce Północnej była największa od 1966 roku. Przede wszystkim za opady odpowiedzialny był napływ mas powietrza z północy, czego przyczyną było niskie ciśnienie nad północnym Atlantykiem. Natomiast skala zjawiska jest związana z ekstremami wywołanymi przez zmiany w prądzie strumieniowym. Dodatkowo w grę wchodzi zwiększa ilość wody w atmosferze, co skutkuje większymi opadami śniegu do których nie potrzeba silnego mrozu.

Na podstawie National Snow and Ice Data Center: Autumn freeze-up amps up

Zobacz także:

• Październik 2018 - ciepła Arktyka i rekord na Morzu Łaptiewów, wtorek, 6 listopada 2018 Po pacyficznej stronie Arktyki  w październiku występowały  znacznie wyższe od średniej temperatury. Ten fakt był przyczyną niskiego zasięgu lodu na Morzu Czukockim i Beauforta. Podobnie zresztą było na Morzu Łaptiewów.
• Wrzesień 2018 - zasięg lodu szóstym najmniejszym w historii pomiarów, wtorek, 9 października 2018
• Lipiec 2018 - topnienie lodu przyspieszyło w drugiej połowie lipca, niedziela, 5 sierpnia 2018

PIOMAS (listopad 2018) - chwilowa poprawa

Listopad był wyraźnie chłodniejszy od tych z dwóch poprzednich lat, co wpłynęło na tempo zwiększania się objętości lodu w Arktyce. Arktyka zamarzała dość szybko, ale prawda jest taka, że ubiegły miesiąc po prostu okazał się normą - wyjątkiem od reguły. Kolejne miesiące mogą już takie nie być.

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

Szóste miejsce nie jest powodem poprawy sytuacji, bo wszystko zależy od punktu widzenia, którym jest okres odniesienia. 30 listopada objętość lodu morskiego wyniosła 11453 km³. Ale czy to dużo? W 2011 roku, w przededniu wielkiego topnienia było jakieś 300 km³ mniej niż obecnie. W praktyce oznacza to kilka mocniejszych dni, by ponownie rzucić karty na stół. Kto wie, czy to nie są teraz te dni, bo najnowsze dane dotyczące powierzchni pokazują, że w Arktyce się nie przelewa. Wykres obok pokazuje wyszczególnienie danych.

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

Patrząc na powyższe wykresy należy stwierdzić, że owszem sytuacja poprawiła się nieco, ale w sumie to jest to samo, co było w ciągu ostatnich lat. Po prostu doszło do odbicia. Aktualnie panujące warunki w Arktyce doprowadzą do ponownego zepsucia sytuacji, którą ubiegły miesiąc naprawiał. Rok 2012 był imponujący, bo wtedy mocno topił się lód - 1315 km³ mniej niż w tym roku jeśli chodzi o listopad. Z kolei 2016 to był istny horror jeśli chodzi o sezon zamarzania - 2064 km³ mniej. Zestawienie obok przedstawia zmiany różnic ilości lodu względem lat poprzednich.

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

Jak pokazuje mapa, sytuacja nieco się poprawiła, ale tylko nieco. Niemal cały obszar pokrywy lodowej to miejsca, gdzie lód jest cieńszy niż być powinien. 

Anomalie grubości lodu dla listopada w stosunku do średniej 2011-2017. PIOMAS

Powyższy wykres pokazuje, że sytuacja uległa względnej poprawie jedynie na tle ostatnich. Szczególnie w obszarze Morza Beauforta, bo lód latem topił się tam powili.

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

Zimniejsze warunki w listopadzie sprawiły, że lód zwiększał swoją grubość nieco szybciej, ale równice są bardzo małe. Obecna grubość lodu wynosząca 111 cm (30 listopada) jest tak naprawdę wynikiem słabego sezonu topnienia. Ciepłe wody morskie nie pozwolą na jej nagły szybki przyrost.

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

Letnie topnienie, a teraz chłodny listopad, sprawiły że teraz lodu jest 5000 km³ mniej niż wynosi średnia wieloletnia. W październiku było to 6000 km³. Należy więc odnotować odbicie. 

 Spadek ilości lodu w Arktyce dla listopada w latach 1979-2018. Dane PIOMAS

Średnia listopadowa objętość lodu była piątą najmniejszą w historii pomiarów. Pokrywa lodowa w listopadzie tego roku była o 53% mniejsza niż w 1979 roku i 36% mniejsza niż w okresie 1979-2017.

Listopad pokazał nieco inne oblicze sytuacji w Arktyce, ale jest tylko elementem fluktuacji w trendzie.  

Zobacz także:

• PIOMAS (październik 2018) - zepsucie po zimnym lecie środa, 7 listopada 2018 Wysokie temperatury, jakie miały miejsce w drugiej połowie września i przez cały październik przyczyniły się do ponownego pogorszenia stanu lodu morskiego Arktyki. Szybkie zamarzanie w drugiej połowie października poprawiło sytuację, ale ostatecznie, jak przedstawiają to poniższe dane, nastąpiło zepsucie tego, co było budowane latem tego roku.
• PIOMAS - (listopad 2017) - silne zamarzanie może szybko zblednąć, środa, 6 grudnia 2017 

Przerwany zimny epizod w Arktyce

Wygląda na to, że sytuacja w Arktyce ponownie wchodzi w stan katastrofy. Owszem zasięg lodu, jego powierzchnia wciąż są znacznie większe niż w rekordowym wtedy 2016 roku, a trajektoria krzywej na wykresie zmierza w stronę rekordowych wartości. Ponownie.

Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2018 roku względem lat 2003-2017 i średnich dekadowych. JAXA

Do 20 listopada pokrywa lodowa szybko zwiększała swój zasięg, ale po 20-tym sytuacja uległa zmianie. Lód dotarł do miejsc, gdzie woda jest wciąż ciepła. Teraz do gry weszła też sama pogoda, gdzie warunki atmosferyczne uniemożliwiają dalszy efektywny wzrost pokrywy lodowej. Tak się dzieje na przykład nad północnymi krańcami Morza Barentsa, gdzie układy baryczne na północnym Atlantyku przenoszą ciepło do granic czapy polarnej. Mapa obok pokazuje, jak daleko na północy znajduje się teraz pokrywa lodowa właśnie na Morzu Barentsa, a zasadzie to w Basenie Arktycznym. Na Morzu Barentsa bowiem lód zajmuje 25% tego, co powinien zajmować w normalnych warunkach.

 Powierzchnia lodu morskiego w 2018 roku względem wybranych lat. Dane NSIDC, wykres Nico Sun

Jeszcze kilka dni temu powierzchnia lodu prezentowała się całkiem dobrze. Teraz jak widzimy, proces zamarzania znacznie wyhamował. Biorąc pod uwagę długoterminowe prognozy, to nie należy wykluczyć, że sytuacja w Arktyce będzie tak jak w 2016 roku.

Wysokość tzw. geopotencjału na półkuli północnej, która odzwierciedla m.in. rozmiary i układ wiru polarnego nad Arktyką. Mapy przedstawiają okres 26-30  listopada 2018 roku. NOAA/ESRL

Za nim jednak przejdziemy do prognoz, spojrzymy na sytuację wiru polarnego. Jak pokazuje mapa, pod koniec listopada stratosferyczny wir polarny miał się całkiem dobrze. Ale nie był skoncentrowany bezpośrednio nad Arktyką, lecz duża jego cześć obejmowała Syberię. Sytuacja z listopada 2016 roku wyglądała zupełnie inaczej. Prognozy wskazują, że wir polarny może utracić swoją stabilność. 

Skumulowany wskaźnik stopniodni chłodu (FDD) w Arktyce w kolejnych latach oraz średnich dekadowych. Na osi poziomej – kolejne miesiące sezonu, od września do czerwca. Poziome linie przerywane (50cm, 100cm, 150cm, 200cm) pokazują odpowiadają progom wymaganym do powstania warstwy lodu odpowiednich grubości (zgodnie z zamieszczonym wyżej wzorem). Źródło: DMI, grafika Nico Sun.

Jak pokazuje wykres, warunki dla zamarzania czapy polarnej nie były wystarczająco dobre. Dobre tylko pod kątem tego, co działo się z pogodą w Arktyce. Osiągnięcie wartości z poprzednich dekad jest niemożliwe. Sytuacja była lepsza niż w 2016 roku, ale gorsza niż w poprzednich latach. W wyniku presji ocieplającego się klimatu, nawet w sytuacji poprawy warunków pogodowych, czyli odpowiednio niskich temperatur, pokrywa lodowa nie jest w stanie osiągnąć odpowiedniej grubości. Zresztą, Arktyka tej jesieni nie była wolna od dodatnich odchyleń temperaturowych. 

Prognozowane warunki pogodowe w Arktyce na 4-7 grudnia 2018 roku. Tropical Tidbits

Znów pojawi się groźny dla czapy polarnej wzór pogodowy, czyli intensywny transport ciepła znad północnego Atlantyku i Europy. Do tego dojdzie fizyczna presja wiatru, który będzie odpychać lód na północ. Wysokie ciśnienie, a więc małe zachmurzenie przestanie dominować, zwiększy się udział niskiego ciśnienia, a ciepło z południa spowoduje wzrost ilości pary wodnej i tym samym zachmurzenia. Powstaną warunki dla utrzymania się ekstremalnie wysokich temperatur. Ale jednocześnie ulegnie poprawie sytuacja na Morzu Czukockim.

Prognozowane odchylenia temperatur od średniej 1979-2000 w Arktyce dla 4-7 grudnia 2018 roku. Climate Reanalyzer

Zmiana wzorca pogodowego w Arktyce oznacza zmiany w temperaturach. Animacja pokazuje, że w ciągu najbliższych dni odchylenie temperatur po atlantyckiej stronie Oceanu Arktycznego będzie niezwykle wysokie. 10-12^oC cieplej niż być powinno, a miejscami nawet 25-30^oC cieplej. Temperatura może zbliżyć się nawet do zera stopni.

 Mozaika zdjęć satelitarnych Morza Barentsa i części Basenu Arktycznego z 1-2 grudnia 2018 roku wykonanych w podczerwieni. Sea Ice Denmark/Sentinel 1AB

Na razie to tylko pierwszy taki incydent, pomijając to, co działo się pod koniec września i na początku października. Jednostkowy 2-3 dniowy napływ ciepła nie powinien wywrócić do góry nogami wciąż w miarę dobrej sytuacji w Arktyce. Ale kolejne fale ciepła szybko uczynią sytuację na biegunie północnym katastrofalną.

Zobacz także:

• Lodowata Arktyka - ta walka długo nie potrwa, poniedziałek, 26 listopada 2018 Sytuacja w Arktyce w dalszym ciągu jest przeciwieństwem tego, co miało miejsce rok czy dwa lata temu. Ale jak pokazują prognozy, jest bardzo możliwe, że to się zmieni. W ostatnich tygodniach Ocean Arktyczny zamarzał szybko, ale w ciągu ostatnich kilku dni ten impet zmalał.
• Arctic News - ogon diabła, piątek, 1 stycznia 2016