poniedziałek, 3 sierpnia 2020

Nowa groźna sytuacja - na horyzoncie widać dipol arktyczny

Sztorm, który nawiedził Arktykę pod koniec sierpnia, nie okazał się na całe szczęście tak niszczycielski jak ten z 2012 roku. Wciąż jednak sytuacja w Arktyce jest bardzo zła. Powierzchnia lodu morskiego w dalszym ciągu znajduje się na rekordowym poziomie, niewielka jest jego grubość, a na horyzoncie widać niepokojące zmiany pogodowe, które mogą ponownie wzmocnić topnienie - to dodatni dipol arktyczny. Mapa obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje aktualny zasięg i koncentracje lodu morskiego.

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

Powierzchnia pokrywy lodowej jest na rekordowym poziomie -  nieco ponad 3,6 mln km2, a więc 0,1 mln km2 mniej niż w 2012 roku. To się na szczęście zmieni w ciągu najbliższych dni, ponieważ w 2012 roku na początku sierpnia w Arktykę uderzył niezwykle silny sztorm, a jego trasa przejścia nie tylko sam wiatr) miała wpływ na szybką redukcję zasięgu i powierzchni lodu. Mimo to obecne zmiany są niepokojące. Nie tylko szybko roztopił się lód na rosyjskich akwenach z Morzem Łaptiewów na czele, szybkie zmiany mają miejsce w Basenie Arktycznym, co pokazuje wykres obok.

 Prognozowane warunki pogodowe w Arktyce na 4-7 sierpnia 2020 roku. Tropical Tidbits 

Przez najbliższe dni warunki atmosferyczne dla topnienia lodu pozostaną w miarę łagodne, ale na horyzoncie widać zmiany. Pojawi się dodatni dipol arktyczny.  Dodatni dipol to system baryczny, gdzie wysokie ciśnienie znajduje się po stronie amerykańskiej, a niskie po rosyjskiej.

  Prognozowane na najbliższe pięć dni (3-7 sierpnia) średnie temperatury powietrza w Arktyce, oraz ich odchylenia od średniej 1979-2000. Climate Reanalyzer

Według prognoz dipol nie będzie groźny dla czapy polarnej, ponieważ wygeneruje układ wiatrów, który nie powinien zanadto przyspieszać redukcji lodu. Tak będzie do 7 sierpnia, ale jeśli prognozy się sprawdzą, to w przyszłym tygodniu system baryczny będzie już w dużym stopniu wpływać na tempo topnienia pokrywy lodowej. Temperatury wciąż pozostaną w większości wyższe lub bliskie średniej wieloletniej. W sierpniu, kiedy Słońce świeci już nisko i powyżej 70oN przestaje mieć wpływ na ogrzewanie powierzchni, rolę przejmuje woda. A ta, jak możemy zauważyć na mapie obok, jest anormalnie ciepła. Za jej pośrednictwem lód dalej się będzie topić, a samo ciepło atmosferyczne też nie zaniknie od razu.

Kra lodowa na Morzu Beauforta 2 sierpnia 2020 roku. NASA Worldview

Kra lodowa w Basenie Arktycznym do strony Morza Czukockiego na 78oN. 

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg7sjyF5jQbVRSIZ2nNgBr23YldXWFetrheNcUSunqUa0S_pBI8ZJBBUaYoKggGEt0Og_PIj_2Jeu5MXoWjKVL2TVCYrF6m9HKLhZbq1tyh4EzYvi9gda4KMmD4EWnhzDEAZHeUeVfv06GY/s2000/CAB-Barentsa-202008.jpg
Gęsto ułożona kra lodowa w Basenie Arktycznym. W dole zdjęcia widoczne są wyspy Ziemi Franciszka Józefa.

Jak pokazują zdjęcia satelitarne, stan czapy polarne jest zły. Także po stronie Oceanu Atlantyckiego, gdzie kilka miesięcy temu za sprawą wiru polarnego pak lodowy miał się znakomicie. Teraz z powodu silnej adwekcji ciepła lity pak lodowy zmienił się krę.

W tym tygodniu, jeśli chodzi o zasięg i powierzchnię czapy polarnej wykresy pokażą, że rok 2020 przestanie być liderem, i widmo rekordowego topnienia zniknie. Nie na długo. Jeśli długoterminowe prognozy się sprawdzą i dipol będzie miał destrukcyjny układ izobar, to widmo rekordu we wrześniu wróci bardzo szybko. A kto wie, czy jeszcze i w tym tygodniu ten system baryczny nie okaże się wystarczający, by parę dni później krzywa na wykresie znów pokazywała rekordowe wartości, bo mówiąc dosadnie czapa polarna jest w opłakanym stanie.



sobota, 1 sierpnia 2020

Raport z III dekady lipca - popołudniowa burza

Po panowaniu potężnego układu wysokiego ciśnienia i towarzyszącym jem ekstremalnie wysokim temperaturom, przyszła "popołudniowa burza" - silny sztorm, który znaczne pogorszył stan pokrywy lodowej Morza Beauforta i części Basenu Arktycznego sąsiadującej z Morzem Beauforta i Czukockim. Wzorce pogodowe w trzeciej dekadzie lipca uległy zmiany, a pogoda pozornie stała się mocno niesprzyjająca dalszym roztopom. Tylko czy na pewno? 


Zobacz mapę koncentracji arktycznego lodu morskiego w kolorowej wersji.   

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

Sztorm, który powstał 27 lipca, nie wywarł takiego wpływu na czapę polarną, co cyklon z 2012 roku. Zmiany jednak są dość wyraźne, bo znacznie pogorszył się stan lodu na Morzu Beauforta - a to właśnie tam letnie roztopy były do tej pory bardzo słabe. Przed powstaniem sztormu zmianie uległy wzorce pogodowe w Arktyce, w wyniku czego tempo wycofywania się lodu morskiego znacznie spadło. Animacja obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje zmiany zasięgu i koncentracji lodu morskiego w dniach 21-31 lipca 2020.

 Zmiany tempa zwiększania/zmniejszania się zasięgu lodu morskiego w 2020 roku w zestawieniu ze zmianami z 2012, 2016 roku i średniej z ostatnich 10 lat.

Przez ponad połowę lipca topnienie było dramatyczne, chwilami spadki notowały spektakularne rekordy, nigdy wcześniej niewidziane. Kiedy warunki pogodowe uległy zmiany, topnienie zaczęło hamować, ale odnośnie zasięgu, bo faktycznie powierzchnia lodu wciąż podążała kursem na rekord.    

 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

31 sierpnia zasięg arktycznego lodu morskiego wyniósł 6,1 mln km2, co oznacza pierwsze miejsce, na drugim miejscu znalazł się rok 2019. W zeszłym roku topnienie wyhamowało ze względu na brak presji pogodowej. W tym roku może być podobnie, ale to nie jest takie oczywiste ze względu na to, co działo się przez większość lipca. Tempo spadku zasięgu lodu znacznie spadło w trzeciej dekadzie miesiąca. O ile w drugiej było to prawie 150 tys. km2/dziennie, to w trzeciej już tylko 60 tys. km2, a ciągu ostatnich dni niecałe 40 tys. km2 na dzień. Spowolnienie w trzeciej dekadzie lipca na razie nie zaprocentowało, ponieważ różnica względem średniej 1981-2010 wciąż jest duża i wynosi 2,24 mln km2, czyli 26,8%. 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
 
JAXA także odnotowała wyraźne spowolnienie. Jeśli trend się utrzyma, to będzie tak, że 2020 rok przestanie być rekordowy za kilka dni. Nawet jeśli do tego dojdzie, to różnice względem poprzednich dekad będą wciąż bardzo duże. Mapa obok przedstawia aktualny zasięg pokrywy lodowej w zestawieniu ze średnimi lat 80. XX wieku (żółtawa mediana) i pierwszej dekady tego wieku (pomarańczowa mediana). Nawet względem tego, co działo się w kilkanaście lat temu, widać ogromne różnice - ten rok już jest historyczny bez względu na to, co pokaże sierpień i koniec sezonu topnienia. Skutki zmian w lipcu i wcześniej też w czerwcu po rosyjskiej stronie będą miały wpływ na następne lata. 


Powierzchnia lodu morskiego w 2020 roku względem wybranych lat. Dane NSIDC, wykres Nico Sun
 
Zmiana wzorców pogodowych tak naprawdę wcale topnienia nie spowolniła. Zmiany zaszły w zasięgu głównie ze względu na wiatr.  To, co się stało w lipcu, ale też to, jak wyglądał cały cały dotychczasowy sezon roztopów, sprawia, że lód cały czas się topi - kurczy się jego faktyczna powierzchnia. Sztorm za pomocą wiatru, fal morskich i oddziaływania ciepłych wód z tego i poprzedniego też sezonu będzie utrzymywać tempo topnienia w regionie. Całościowo tempo zmian także w przypadku powierzchni powinno zwolnić ze względu na aktualne i prognozowane na najbliższe dni warunki pogodowe. 31 sierpnia powierzchnia lodu była o 133 tys. km2 mniejsza niż w 2012 roku. Mapa obok pokazuje odchylenia powierzchni lodu względem średniej 2007-2016.


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

Warunki pogodowe i powstały ujemny dipol arktyczny (z założenia niesprzyjający roztopom) na razie nie wpłynęły na topnienie kry lodowej. Morze Łaptiewów jest wolne od lodu, a do rekordzistów dołącza teraz Basen Arktyczny. Z kolei na Morzu Beauforta tempo topnienia jest już spore, choć nie wskazuje ono kursu na rekord. Aczkolwiek zmiany są takie, co pokazuje wykres obok, że za kilka dni powierzchnia lodu zetknie się z 2007 rokiem - to rok, kiedy miały miejsce pierwsze spektakularne i rekordowe roztopy.   


 Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 w Arktyce w 2007, 2012, 2016 i 2020 roku 20-30 lipca. NOAA/ESRL

Ostatnia dekada lipca kontynuowała okres anormalnie wysokich temperatur w Arktyce. Sztorm, a potem powstający układ dipola sprawił, że wysokie temperatury utrzymały się nad większością regionu. Nad Morzem Barentsa było 7oC cieplej niż wynosi średnia 1981-2010, 8oC wyższe od średniej były temperatury nad Basenem Arktycznym w pobliżu Wyspy Ellesmere'a. Animacja obok ilustruje przemieszczanie się mas powietrza i zmiany ich temperatur w trzeciej dekadzie lipca 2020 roku. 

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

Sztorm obniżył temperatury nad Morzem Beauforta, ale przyczynił się wraz z wyżem znad Morza Karskiego do ich wzrostu w atlantyckiej części Oceanu Arktycznego. Jak pokazuje wykres, doszło do bardzo rzadko spotykanego o tej porze roku skoku temperatur, a na Svalbardzie zanotowano rekord.


Odchylenia temperatur od średniej 1958-2002 powierzchni arktycznych wód dla 31 lipca w latach 2014-2020. DMI 
 
Warunki atmosferyczne z czerwca i lipca doprowadziły do znacznego wzrostu temperatur w rosyjskiej części Oceanu Arktycznego. Także wody południowych krańców Morza Beauforta ostatnio znacznie się ociepliły, czego przyczyną jest wpływająca do Oceanu Arktycznego woda z rzeki Mackenzie. Wokół delty woda ma nawet 12oC. W dalszym ciągu ciepłe są wody Morza Łaptiewów, nawet do 7,5oC, a w środkowej części Morza Karskiego nawet 11oC. Z danych wynika, że w wyniku niedawnej silnej adwekcji ciepła w miejscach, gdzie wyż baryczny z pierwszej połowy lipca doprowadził do powstania połynii w Basenie Arktycznym, temperatura wody u wybrzeży wysp Archipelagu Arktycznego wzrosła miejscami do 0,8oC.


https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjOrOJFtraMb_-jPkFN_wWq6521Ea8YUtBF1a7lSqToaft8xKq8Rp5c8s5yyi72iNV328SZeMqwQ6NzVEMrVhyC_T5LfLHNW6SQrd1MtlJ8UdyUZGevan9rM2sgYIO16Ct1851r-OQCaN8k/s2043/HYCOM-20200731.gif
Grubość lodu morskiego w latach 2015-2020 dla 31 lipca. Naval Research Laboratory, Global HYCOM

Grubość czapy polarnej, jaką można zobaczyć na mapie HYCOM z tego roku, jest wypadkową tego, co działo się zimą 2019/20 roku. Silny wir polarny uwięził ciepło morskie, które dokłada teraz swoje trzy grosze do topnienia lodu od spodu. Kolejny czynnik, szczególnie w kontekście Morza Beauforta to zmiany z ostatnich lat - szybkie roztopy, które wprowadzały ciepło morskie do tzw. "basenu kanadyjskiego". Odkryto, że w regionie zgromadzone zostały duże ilości ciepła z poprzednich nadmiernych sezonów topnienia. I w końcu to, co działo się ostatnio. Duży stopień ogrzania wód będzie miał wpływ na dalsze topnienie, nie tylko spadek zasięgu czy powierzchni, ale też grubości. Tak jak widać na mapie z Laboratorium Marynarki Wojennej USA nie wygląda dobrze. 


https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg8f2vngMBTXPhCeUzl0O8fAopeksnYTXf1X8uJT3CF2p4qwyCCHwDUZhBi2BBut79GzoEtyJ2Xp2Jvc6nYP5fXIlmJlNZt3Gqxs_jHtXel6dRZLogcHbCwWxvK_eslZd620lxBkkVpsv7X/s2000/Beauforta-20200731.jpg
Topniejąca kra lodowa na Morzu Beauforta 31 lipca 2020 roku. NASA Worldview

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgRfKgtlhlPKNXW4ORsN-wuU3EsWzBectxoRkSZh3YhywkKg3L_QBaaa4zGy3AeggbfVZy5ZDgwiymrPU931vhqtNolNjdvJjdCvU_Ca8zJ-6Dvs3y6bAgZqAqKPbPwFp7Pd3FkpnUtAUvx/s2000/CAB-Czukockiegp-202007.jpg
Topniejąca kra lodowa w Basenie Arktycznym na wysokości przylądku Barrow 31 lipca 2020 roku.

Na zdjęciach satelitarnych widać skutki działania ciepła morskiego i atmosferycznego wraz z tym, co przyniósł sztorm. Topnienie na Morzu Beauforta było powolne, ale jak widać na pierwszym zdjęciu, stan tego lodu wygląda bardzo źle. Tak samo jak dalej na północy, w Basenie Arktycznym.  Pokazana na zdjęciach kra lodowa może zniknąć do września.

Jakie są więc perspektywy? Ze względu na to, co działo się w ostatnich tygodniach, perspektywa rekordu we wrześniu wydaje się być nieunikniona. Z drugiej strony obecne i prognozowane warunki pogodowe powinny uniemożliwić pobicie rekordu z 2012 roku. Przynajmniej teoretycznie. Przyjmijmy, że zrealizuje się scenariusz z 2019 roku - czapa polarna do połowy września stopi się znacznie poniżej 4 mln km2, ale rekord z 2012 roku zostanie zachowany. Taka sytuacja zaś doprowadzi potem do absurdalnych zachowań wzorców pogodowych w Arktyce, Europie czy w Stanach Zjednoczonych.


Zobacz także: