Zamarzanie wyszło na prostą, ale nie na długo

W tym miesiącu podobnie jak rok temu o tej porze warunki dla zamarzania arktycznych wód były dobre. Problem w tym, że niewiele to pomogło, gdyż  latem czapa polarna topiła się tak szybko, że omal nie doszło do pobicia rekordu z 2012 roku. Taka sytuacja może się powtórzyć. Co więcej, prognozowany jest rychły rozpad stratosferycznego wiru polarnego. 

 

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

Warunki atmosferyczne podyktowane działaniem wiru polarnego dały możliwość szybkiego pokrycia lodem sporych połaci arktycznych wód. Dotychczasowe tempo zamarzania dla grudnia wynosi 108 tys. km²/dziennie, to ponad 20% szybciej niż średnia 1981-2010. Na dzień 22 grudnia zasięg lodu morskiego wyniósł 12,33 mln km², prawie tyle co w 2012 i 2019 roku, i oczywiście nie jest to rekordowa wartość. Spadły też różnice względem średniej wieloletniej, co ilustruje mapa obok (kliknij, aby powiększyć). Mimo to, wciąż te różnice są widoczne. Przede wszystkim na Morzu Barentsa, czy też Karskim, które powinno być już całkowicie zamarznięte.

Prognozowane warunki pogodowe w Arktyce i regionach leżących wokół niej na 24-25 grudnia 2020 roku. Tropical Tidbits

Ta sytuacja długo nie potrwa. Jest bardzo możliwe, że styczeń, a także już najbliższe dni nie będą przypominać typowej arktycznej zimy. Wir polarny w troposferze podzielił się, i tak sytuacja nie ulegnie zmianie w ciągu kolejnych dni. Dojdzie do pierwszej poważnej adwekcji ciepła, i niestety jej źródłem będzie Ocean Atlantycki. Lodowate powietrze zostało wypchnięte poza Ocean Arktyczny. Stąd tak silne mrozy na Dalekim Wschodzie, gdzie temperatury spadają średnio do -60^oC, miejscami nawet więcej. Kolejne dni niewiele zmienią, poza tym, że mroźne masy powietrza przeniosą się bardziej na zachód Syberii. Nad Obem temperatury nawet w ciągu dnia będą wynosić około -40^oC, miejscami nawet mniej (w zależności od miejsca). Nie jest to przejaw braku globalnego ocieplenia, po prostu gdzieś zimniej musi być, a lądy szybko się wychładzają o tej porze roku. Ciepło zrobi się na biegunie północnym. Niewykluczone, że temperatura zbliży się do zera. 

 

Prognozowane na 25 i 28 grudnia 2020 roku temperatury w stratosferze (wys. 19 hPa). Wtterzentrale

 

Fala ciepła, która nawiedzi Arktykę, nie będzie tej zimy ostatnią. Prognozy wskazują, że jeszcze w tym roku rozpocznie się rozpad wiru polarnego w stratosferze. Dojdzie na ocieplenia powietrza w stratosferze, w wyniku czego jeszcze bardziej Arktyka będzie narażona na silne napływy ciepła z południa. Ta fala ciepła, która jest prognozowana na Święta, będzie zdarzeniem krótkotrwałym. Jednak po rozpadzie stratosferycznego wiru polarnego, pogoda w Arktyce i wokół niej stanie się jeszcze bardziej ekstremalna. Będzie dochodziło do zdarzeń zakłócających dalsze zamarznie. Silne adwekcje ciepła i towarzyszące temu wiatry będą prowadzić do wycofywania się lodu morskiego. Takie zdarzenia wielokrotnie miały miejsce zimą w latach 2016-2018. 

 

Jak będzie to wyglądać dokładnie, i czy my przy okazji otrzymamy zimę (może ze śniegiem)? Przekonamy się za 3-4 tygodnie. 

 

Zobacz także:

• Zamarzanie powoli wychodzi na prostą, piątek, 11 grudnia 2020  W październiku i w listopadzie bieżącego roku tempo zamarzania nie zawsze było szybkie, wiele akwenów pokrywało się lodem bardzo powoli ze względu na wysokie temperatury wód.

 

NOAA Arctic Report Card 2020 cz. 7

Roślinność w Arktyce

Najważniejsze dane:

• Ogólnie wieloletni trend pokazuje postępujące zazielenianie się arktycznej tundry (okres obserwacji 1982-2019). W ciągu ostatnich lat sytuacja generalnie się nie zmienia. Zmiany są szczególnie widoczne na północy Alaski w okręgu North Slope. Występują także obszary, gdzie obserwuje się zjawisko "brązowienia" tundry, między innymi wyspy Archipelagu Kanadyjskiego.
  
• Istotną różnicą w wegetatywności tundry i procesie obserwowanego od lat zielenienia są widoczne od 2016 roku kontrasty. W Ameryce Północnej miał miejsce spadek obszarów zielonych, a w Eurazji nastąpił niewielki wzrost zieleni w tundrze.
  
• Z drugiej strony rok 2019 (nowe dane obejmują właśnie tenże rok) przyniósł wahnięcie w przypadku amerykańskiej Arktyki. W wyniku działania dość ciepłych warunków latem 2019, analiza pokazuje spory wzrost zieleni na obszarach tundrowych.

Roślinność, oraz wegetacja tundry dynamicznie reagują w ostatnich latach na zmiany środowiskowe, podyktowane ocieplającym się klimatem. Zmiany te nie są stałe rok do roku i różnią się w każdym regionie, co sugeruje, że istnieją złożone interakcje pomiędzy atmosferą, głąbami, a roślinnością. Zmiany w roślinności tundry mogą mieć wpływ na globalny budżet węgla. Część CO₂ jest pochłaniana przez obszary, gdzie tundra zielenieje. Ale większe ilości tego gazu trafiają w wyniku działania pożarów tajgi i emisji metanu. Zmiany w tundrze mają wpływ na wieczną zmarzlinę, która w ostatnich latach z powodu ocieplającego się klimatu rozmarza.  

Za pomocą satelitów jesteśmy w stanie rejestrować zmiany w roślinności arktycznej. Dla mierzenia zmian w roślinności, poziomie wegetacji służą indeksy NDVI (Znormalizowany Różnicowy Wskaźnik Wegetacji).  MaxNDVI to szczytowy poziom wskaźnika NDVI związany z maksymalnym w roku rozwoju arktycznej szaty roślinnej tundry. TI-NDIV to  zintegrowany czas - suma dwutygodniowych wartości NDVI, które odnoszą się do całkowitej wydajności wegetacji tundry. 

Okołoarktyczne trendy (% zmian, 1982-2019) w skali MaxNDVI dla 1982-2019 (po lewej), oraz  TI-NDVI (po prawej).

NDVI to wskaźnik stosowany w pomiarach teledetekcyjnych, pozwalający określić stan rozwojowy oraz kondycję roślinności. NDVI bazuje na kontraście między największym odbiciem w paśmie bliskiej podczerwieni a absorpcją w paśmie czerwonym. 

 

W ciągu ostatnich blisko 40 lat (1982-2018) pomiary satelitarne wskazują, że zarówno MaxNDVI, jak i TI-NDVI wzrosły w większości arktycznej tundry, co jest odpowiedzią na ocieplający się klimat. W przypadku północnej części Alaski obserwuje się wieloletni trend silnego zielenienia. Podobnie jest w innych obszarach, jak w południowej części kanadyjskiej tundry, czy centralnej Syberii. Największe efekty zmian są widoczne w okresie szczytowej wegetacji, przypadającym na środek lata. Pokazuje to MaxNDVI  (lewa mapa) - szczytowy poziom wskaźnika NDVI związany z maksymalnym w roku rozwoju arktycznej szaty roślinnej tundry. Nie wszystkie jednak obszary podlegają temu samemu procesowi. Od lat obserwuję się "brązowienie" tundry, a więc zanik zazielenienia tundry. Tak jak np. na południowo-zachodniej Alasce, Archipelagu Arktycznym i północno-zachodniej Syberii. 

 

 Po lewej) MaxNDVI, po prawej) TI-NDVI dla Ameryki Północnej, Eurazji i Arktyki jako całości podczas wieloletniego monitoringu satelitarnego (1982-2019).

W 2019 roku średnia wartość MaxNDVI dla regionów tundrowych zilustrowanych na mapach powyżej obniżyła się o 2% w stosunku do roku poprzedniego, co oznacza spadek trzeci rok z rzędu. Zmiany ilustruje powyższe zestawienie wykresów. MaxNDVI po rekordowo wysokiej wartości z 2016 roku Podobnie jak w poprzednich latach, także w 2019 roku występowały regionalne kontrasty w zazielenianiu się tundry, czy też cofaniu się tego procesu. Na Syberii wartość w 2019 roku była podobna do tej sprzed 4 lat, i była o 3% wyższa od średniej z lat 1982-2019. W amerykańskiej Arktyce wartość MaxNDVI w 2019 roku była najmniejsza od 1996 roku, o 2% niższa od średniej. 

W przeciwieństwie do MaxNDVI w 2019 roku odnotowano 5% wzrost TI-NDVI w stosunku do roku wcześniejszego. Wzrost ten był szczególnie silny w Ameryce Północnej, gdzie nastąpił duży wzrost wegetatywności po słabym okresie wegetacyjnym w 2018 roku. W 2019 roku TI-NDVI odnotował trzeci największy jednoroczny wzrost (9%) w całym zapisie pomiarów dla Ameryki Północnej. Niemniej jednak TI-NDVI w 2019 roku dla regionu okołobiegunowego był o 4% niższy od średniej z lat 1982-2019, co oznacza drugą najniższą wartość od 1993 roku.

Jedną przyczyn tzw. brązowienia tundry jest grubość i czas występowania pokrywy śnieżnej. University of Sheffield

Długoterminowy trend pokazuje zmiany w tundrze, gdzie pojawia się coraz więcej krzewów, są jednak miejsca, gdzie występuje inne zjawisko. To tzw. brązowienie tundry, czyli redukcja biomasy roślinnej. Zaobserwowano, że dzieje się tak po wystąpieniu ekstremalnych warunków pogodowych, takich jak nagła zimowa odwilż, a następnie ponowne ochłodzenie i oblodzenie. Jest to też związane z długością występowania pokrywy śnieżnej. Naukowcy z Norwegii sugerują, że takie wydarzenia zmniejszają zdolność roślinności do sekwestracji węgla.  Na brązowienie wpływ może mieć też pożar tundry. Podsumowując, wszystkie te zjawiska rozgrywające się w czasie globalnej zmiany klimatycznej wywierają ogromny wpływ na tamtejszy ekosystem.

Produktywność Oceanu Arktycznego

Najważniejsze dane: 

• Dane satelitarne wskazują, że produktywność pierwotna arktycznych wód wykazała wyższe wartości w 2020 roku w porównaniu ze średnią z lat 2003-2019 w większości akwenów morskich.
• Wszystkie badane akweny morskie nadal wykazują wieloletni trend wzrostowy. Przy czym najsilniejsze tendencje odnotowano w euroazjatyckiej Arktyce, Morzu Barentsa i Morzu Grenlandzkim.
• W lipcu i sierpniu 2020 roku w obszarze o długości 600 km na Morzu Łaptiewów stwierdzono znacznie wyższe stężenia chlorofilu-a niż wynosi średnia wieloletnia. Przyczyną była bardzo wczesna utrata lodu morskiego.

Żyjące w wodach Oceanu Arktycznego glony i fitoplankton są podstawowym źródłem produktywności oceanu. W wyniku działania fotosyntezy przekształcają rozpuszczony w oceanie dwutlenek węgla w materiał organiczny. Stanowi to podstawę istnienia łańcucha pokarmowego. Zmiany zachodzące w Arktyce mają wpływ na produktywność oceanu.

Na podstawie obserwacji satelitarnych, pokazujących zmiany w barwie oceanu, można określić, jak wygląda nagromadzenie chlorofilu A, a także mikroorganizmów żyjących w wodzie morskiej takich jak plankton.

Występowanie chlorofilu w Oceanie Arktycznym
Poniższe zestawienie map pokazuje rozkład odchyleń stężenia chlorofilu A (organiczny związek chemiczny z grupy chlorofili) w 2020 roku dla poszczególnych miesięcy.

Średnie w skali danego miesiąca stężenie chlorofilu A w 2020 roku dla maja, czerwca, lipca i sierpnia. Stężenie wyrażone jest jako procent od średniej z lat 2003-2019. MODIS-Aqua Reprocessing 2018.0, OCx algorithm

Największe wartości produktywności pierwotnej w 2020 roku zostały odnotowane w lipcu i w sierpniu. Stężenie chlorofilu-a jest zależne od tego, kiedy dojdzie do wycofania się lodu morskiego. Największe jego stężenia miały miejsce na Morzu Łaptiewów.

 

Odchylenia koncentracji lodu morskiego (%) w 2020 roku względem okresu 2003-2019 dla maja, czerwca, lipca i sierpnia. SSM/I, SSMIS, Goddard Bootstrap (SB2)

 

Obszar zwiększonej produktywności osiągnął rozmiary na obszarze o długości około 600 km. Stężenie chlorofilu-a było na Morzu Łaptiewów około 2 razy większe od średniej z lat 2003-2019 w lipcu, a sierpniu około 6 razy większe. Dodatkowo produktywność pierwotna była duża wzdłuż kry lodowej Morza Grenlandzkiego, a także na Morzu Barentsa. Najmniejsze wartości stężenia chlorofilu-a notowano w północnej części Morzu Beringa, a także na Morzu Barentsa w okresie od czerwca do sierpnia.  

Produktywność w oceanie
Stężenie chlorofilu-a pozwala oszacować wielkość biomasy glonów morskich. Wskaźnik produkcji pierwotnej (produkcja węgla za pomocą fotosyntezy w oceanie) jest obliczana przez połączenie stężenia chlorofilu-a z temperaturą wody, katem padania promieni słonecznych i stopniem mieszania wód.

Produktywność pierwotna w latach 2003-2020 od marca do września w dziewięciu rożnych regionach Arktyki i jej okolic, oraz średnia dla wszystkich regionów.

Oszacowania produktywności pierwotnej arktycznych wód dla dziewięciu regionów w odniesieniu do okresu 2003-2019 wskazują na ponadprzeciętną produktywność dla 2020 roku. Statystycznie istotne zmiany w trendzie wzrostowym wystąpiły w euroazjatyckiej Arktyce, w wodach Morza Barentsa i Grenlandzkiego. W wodach u wybrzeży Syberii w latach 2003 wzrost produktywności pierwotnej wzrósł o 37,7%, na Morzu Barentsa o 21%, a Grenlandzkiego o 18,7%. Tabela obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje rozpisane wartości. Należy oczekiwać, że w kolejnych latach coraz więcej wód arktycznych będzie podlegać biologicznym zmianom wraz z zanikiem lodu morskiego. 

Na podstawie: Arctic Report Card 2020: Tundra Greenness, Arctic Ocean Primary Productivity

NOAA Arctic Report Card 2020 cz. 6

Pokrywa śnieżna

Najważniejsze dane:

• Ekstremalnie wysokie temperatury wiosną 2020 roku na Syberii spowodowały szybkie topnienie śniegu. W wyniku tego czerwcowa powierzchnia śniegu w Eurazji była rekordowo mała.
  
• Większe niż zwykle nagromadzenie się pokrywy śnieżnej na Syberii nie wpłynęło na tempo topnienia śniegu i pobicia rekordu.
  
• Wieloletnie zmiany w ilości śniegu wokół Oceanu Arktycznego wykazują spadki zarówno w Ameryce Północnej jak i w Eurazji, w różnej jednak skali. 

Arktyczne obszary lądowe (na północ od 60°N) przez cały rok pokrywa śnieg. Okres letni trwa bardzo krótko. Większość śniegu wtedy znika do lipca. Tak było w XX wieku. W ostatnich latach z powodu ocieplającego się klimatu lato w Arktyce staje się coraz wyraźniej widoczną porą roku, która nie jest już krótkim okresem przejściowym między wiosną a jesienią. Moment, kiedy topnieje śnieg w Arktyce jest ważny. Im wcześniej on topnieje, tym szybciej odsłaniana jest ciemna, absorbująca promieniowanie słoneczne powierzchnia ziemi. Ciepłe masy powietrza mogą więc szybciej dotrzeć nad Ocean Arktyczny i spowodować przedwczesne topnienie lodu. 

Zbierane co roku dane pokazują, że w ostatnich 15 latach śnieg zaczynał się topić coraz wcześniej. Oczywiście, w każdym roku sytuacja jest zawsze inna ze względu na zmiany w pogodzie. Ostatnie kilka lat charakteryzuje się zwiększoną ilością śniegu, przez co na danym kontynencie potrzeba więcej czasu na jego stopienie. Z drugiej strony coraz wyższe temperatury wiosną sprawiają, że śnieg i tak topi się szybko, czego przykładem jest Syberia. 

Obszar zajmowany przez śnieg
Poniższe dane ilustrują zmiany powierzchni śniegu oddzielnie: dla Ameryki Północnej i Eurazji dla maja i czerwca. 

 Odchylenia powierzchni pokrywy śnieżnej dla maja i czerwca w latach 1967-2020 względem średniej 1981-2010. Wykres przedstawia dane dla Ameryki Północnej – czarny kolor oraz Eurazji – kolor czerwony. Krzywe pokazują 5-letnią średnią, zaś kółka średnie wartości miesięczne. NOAA, Climate Data Record (CDR)

O ile w okresie zimowym śnieg wciąż zajmuje ogromne powierzchnie i nie widać trendu spadkowego, to zupełnie inaczej jest wiosną. Wysokie temperatury powodują, że śnieg bardzo szybko się topi, więc jego powierzchni szybko znika. Wiosną 2020 roku powierzchnia pokrywy śnieżnej na północy Eurazji była znacznie mniejsza niż zwykle. Był to jeden z istotnych czynników, który wpłynął na szybkie topnienie lodu morskiego na Oceanie Arktycznym.  W maju powierzchnia pokrywy śnieżnej w Eurazji była czwartą najmniejszą w historii pomiarów, w czerwcu według NOAA padł rekord. Dane Global Snow Lab pokazują, że było to miejsce drugie, a rekord należy się dla 2012 roku - 1,07 mln km², w 2020 roku śnieg zajmował 1,12 mln km². W Ameryce Północnej powierzchnia pokrywy śnieżnej w maju była ósmą najmniejszą, a w lipcu dziesiątą najmniejszą w historii pomiarów. 

Globalna powierzchnia pokrywy śnieżnej w maju 2020 roku wyniosła 16,66 mln km², i była piątą najmniejszą w historii pomiarów. Podobna sytuacja miała miejsce w czerwcu - piąta najmniejsza w historii pomiarów wartość, ale niemal tyle samo co w 2019 roku. Z kolei w lipcu powierzchnia śniegu zajmowała drugą najmniejszą w historii pomiarów wartość - 2,41 mln km². To śnieg, który występował na Grenlandii i niektórych wyspach Arktyki.

Czas występowania oraz ilość śniegu
O ile jesienią, a potem zimą w związku ze wzrostem ilości wilgoci w atmosferze (pary wodnej) śnieg może obejmować większe obszary i leżeć dłużej, to wiosną, szczególnie pod jej koniec wygląda to inaczej. 

Czas występowania pokrywy śnieżnej w dniach, w odniesieniu do okresu 1998-2010. Pe lewej –  sierpień-styczeń 2019/20, po prawej – luty-lipiec 2020.

W okresie liczonym od sierpnia 2019 do stycznia 2020 roku czas pokrycia śniegiem obszarów lądowych był zbliżony do średniej lub nieznacznie ją przekraczał na znacznej części półkuli północnej. To, co rzuca się nam w oczy, to Europa, w której śniegu prawie w ogóle nie było. Wyjątek stanowiła północna cześć Skandynawii. Wpływ na to miało nie tylko samo globalne ocieplenie, a silna cyrkulacja zachodnia, z której powodu do Europy docierały ciepłe masy powietrza. Sytuacja ta nie zmieniła się w drugiej połowie zimy. Wysokie temperatury wczesną wiosną spowodowały, że śnieg szybko topił się w Rosji. W środkowej Syberii śnieg topił się miesiąc wcześniej niż zwykle. 

 

Odchylenia głębokości pokrywy śnieżnej w procentach względem średniej 1999-2018, dla a) marca, b) kwietnia, c) maja, d) czerwca 2020 roku.

 

Dane z Kanadyjskiego Centrum Meteorologicznego (CMC), pokazują procentowe anomalie grubości pokrywy śnieżnej od marca do czerwca 2020. Akumulacja śniegu w sezonie 2019/20 spowodowała, że w marcu jego grubość była znacznie większa niż zwykle. Było to szczególnie widoczne w Ameryce Północnej, co wiązało się z warunkami pogodowymi. Inaczej sytuacja wyglądała na Syberii, choć w marcu także ten region cechował się ponadprzeciętną głębokością śniegu. Dopiero w kwietniu, a  szczególnie w maju widoczne były negatywne zmiany, związane z bardzo szybkimi roztopami. Spora grubość pokrywy śnieżnej wczesną wiosną związana jest nie tylko niską temperaturą, która nie pozwala na topnienie śniegu, a z większą ilością wilgoci w atmosferze, co powoduje wzrost opadów.

Średnie odchylenia (1981-2010) ilości ekwiwalentu wody zawartej w pokrywie śnieżnej dla kwietnia w latach 1980-2020. Czarnym kolorem oznaczona jest Ameryka Północna, czerwonym Eurazja. Wyróżnione punkty oznaczają rok 2020.

Ilość zawartej wody w pokrywie śnieżnej przekłada się jej grubość i powierzchnię. Podobnie jak w przypadku lodu morskiego Arktyki. Widzimy więc na wykresie długofalowy spadek. Od 2000 roku obserwuje się występujące w większości przypadków ujemne anomalie ilości wody w śniegu. To oznacza, że z dekady na dekadę wiosną śniegu wokół Arktyki jest coraz mniej. Ale nie w każdym roku tak musi być ze względu na zmiany wzorców pogodowych. W 2020 roku ilość wody w śniegu była większa niż w ostatnich latach, co wiązało się z jego dużą akumulacją w czasie zimy. Widoczne to było zarówno w Ameryce Północnej jak w Eurazji. 

Długofalowe trendy zmian zasięgu występowania śniegu są spadkowe. Dla maja trend spadkowy wynosi 3,7% na dekadę, a dla czerwca aż 15,5%. Z kolei w trend spadkowy ilość śniegu wyrażony w ekwiwalencie wody dla kwietnia całościowo jest bardzo łagodny, wynosi jedynie 2,6%. Tak jak wyżej wspominano, ze względu na akumulację śniegu, a także anormalne zachowanie się prądu strumieniowego zmiany na początku wiosny są ledwie widoczne. Uwydatniają się w maju i czerwcu.

Na podstawie: Arctic Report Card 2020: Terrestrial Snow Cover

NOAA Arctic Report Card 2020 cz.5

Grenlandzki lądolód

Najważniejsze dane:

• W okresie od września 2019 do sierpnia 2020 bilans zysków i strat w grenlandzkim lądolodzie nadal był ujemny. Topnienie lądolodu latem 2020 roku było większe od średniej 1981-2010, ale znacznie niższe niż rekordowe straty latem 2019 roku.
• Cyrkulacja mas powietrza w 2020 roku przyczyniła się do występowania przeciętnych, a nawet niższych niż zwykle temperatur w centrum i na wschodzie Grenlandii. Cieplejsze warunki panowały na północy i południowym zachodzie wyspy.
• Albedo powierzchniowe w lecie 2020 roku było wyższe od średniej w skali całej powierzchni lądolodu.  

Topnienie powierzchni lądolodu
Podobnie jak w przypadku arktycznego lodu, tak samo w przypadku lądolodu Grenlandii wpływ ma temperatura, oraz ilość docierającej do powierzchni energii, co przekłada się na bilans strat/zysków lądolodu. Od skali topnienia zależy, ile wyspa straci lodu, który ostatecznie trafi do oceanu, podnosząc jego poziom. Gdyby stopił się cały lądolód, to poziom oceanów podniósłby się o 7,4 metra. Przy obecnym tempie topnienia, Grenlandia straci lód za niecałe 10 tys. lat.

Animacja pokazująca zmianę grubości pokrywy lodowej na Grenlandii w latach 1992-2018, oraz udział topniejących lodowców w podnoszeniu się światowego poziomu oceanów. Dalej film przedstawia prognozy wzrostu poziomu morza w oparciu o dane z piątego raportu IPCC. Źródło: University of Leeds/Planetary Visions/Technical University of Denmark

Po okresie względnej stabilności od lat 70. do początku lat 90. XX wieku lądolód zaczął tracić lód w coraz szybszym tempie i od 1998 roku odnotowuje się rokrocznie straty netto lodu. 

Zasięg powierzchniowego topnienia lądolodu w procentach w 2020 roku względem średniej 1981-2010. Szare odcienie oznaczają odchylenia standardowe. Mapa pokazuje odchylenia (1981-2010) ilości dni, kiedy miało miejsce topnienie.

Największe straty jak dotąd miały miejsce w 2012 roku - 464 gigaton (Gt) i w 2019 - 532 Gt. Rekordowa utrata pokrywy lodowej w 2019 była równa  w przybliżeniu 1,5 mm globalnego wzrostu poziomu morza. Pomiary wskazują, że latem 2020 roku temperatury pozwalały na ponadprzeciętne roztopy. Szczyt zakresu topnienia powierzchni lądolodu przypadł na 10 lipca, ale zasięg był znacznie mniejszy niż w 2019 czy 2012 roku. Topnienie odbywało się bowiem na 33,8% powierzchni lądolodu. Mimo dość niewielkiej skali roztopów, ciekawe zmiany przyniósł sierpień, kiedy to zasięg topnienia znacznie przekroczył średnią. 

Albedo powierzchni lodu
Od albedo powierzchni, a więc to ile promieniowania zostało pochłoniętego, a ile odbitego, zależy tempo topnienia lodowców i pokrywy śnieżnej. Im niższe albedo, tym więcej promieni zostaje pochłoniętych, a mniej odbitych.

Mapa anomalii albedo względem okresu odniesienia 2000-2009 latem (czerwiec-sierpień) 2020 roku i wykres przedstawiający zmiany albedo powierzchni w latach 2000-2020.

Im wyższe albedo tym więcej promieni słonecznych jest odbitych od powierzchni. W sezonie letnim pochłaniane światło słoneczne jest dominującym źródłem energii dla topnienia śniegu i lodu. W 2020 roku albedo było wysokie - 80,8%, nieznacznie przekraczając średnią, która wynosi 79,1%.

Ablacja lodowców.
Ogólnie rzecz biorąc ablacja netto lodowców na Grenlandii nieznacznie przekroczyła średnią wieloletnią.

Anomalie ablacji lądolodu względem okresu 1981-2010 na podstawie danych z różnych stacji w ramach programu PROMICE. Czerwona kółka oznaczają ablację znacznie przekraczającą średnią z lat 1981-2010.

Ablacja netto, czyli proces ubywania lodu w lądolodzie w 2020 roku w 5 z 8 miejsc pomiarowych PROMICE była bliska średniej wieloletniej. Największe topnienie miało miejsce na północnym wschodzie wyspy. Stopień ablacji był o 66% większy od średniej wieloletniej.

Utrata masy lodu
Do oszacowania strat w grenlandzkim lądolodzie wykorzystuje się technologię grawimetrii. W tym celu w 2002 roku umieszczone zostały przez NASA satelity GRACE. Misje te były prowadzone w latach 2020-2017. Potem zostały przerwane, ale obecnie program jest kontynuowany. 

 Zmiany masy grenlandzkiego lądolodu w gigatonach od kwietnia 2002 do sierpnia 2020 roku. Dane pomiarowe z GRACE 2002-2017 i GRACE-FO 2018-2020.

Na podstawie pomiarów GRACE wiemy, że w latach 2002-2020 rocznie wyspa bezpowrotnie traciła w przybliżeniu 268 mld ton lodu (ablacja netto). W sezonie 2018/19 zaobserwowano nowy rekord utraty lodu wynoszący 532 Gt. W następnym sezonie tj. wrzesień 2019 - sierpień 2020 Grenlandia straciła 293 Gt lodu. To wciąż powyżej średniej, ale mniej niż w poprzednim sezonie.

Topnienie lodowców na wybrzeżu   
Wraz z utratą masy poprzez topnienie powierzchni lądolodu Grenlandia traci także określoną ilość lodu poprzez jego bezpośrednią utratę lub ocielenie się stałego lodu (tj. gór lodowych) do oceanu. Zrzut lodu stałego następuje tam, gdzie lodowce uchodzą do morza, spotykają się z nim. Natomiast powierzchnia lądolodu się kurczy, widoczne jest to oczywiście na wybrzeżu, gdzie spływające do oceanu lodowce się wycofują. 

Skumulowana zmiana powierzchni netto (km²) 47 głównych grenlandzkich lodowców.

Szacunki PROMICE w oparciu o dane z satelity Sentinel pokazują, że w 2020 roku Grenlandia straciła 506 Gt lodu (z granicą niepewności +/-50 Gt). Jest to ablacja brutto, czyli całkowita strata nie uwzględniająca odzysku. W latach 1981-2020 średnia roczna wynosiła 460 Gt lodu, z kolei w latach 2010-2019 wartość ta liczyła 487 Gt. 

W ciągu ostatnich lat tempo spadku powierzchni lodowców na Grenlandii zmalało. Mierząc 47 głównych lodowców wyspy, w sezonie 2019/20 zanotowano spadek o wartości 55,4 km².  Na podstawie pomiarów satelitarnych Sentinel-2, LANDSAT i ASTER możemy się dowiedzieć, że spośród 47 lodowców 20 cofnęło się, 12 zwiększyło swoją powierzchnię a 15 pozostało bez zmian. Była więc to inna sytuacja niż w poprzednim sezonie, gdzie powierzchnia lodowców spadła o 71,2 km². Wtedy tylko 6 lodowców powiększyło się, 29 skurczyło się, a 12 było stabilnych. 

 

Lodowce Arktyki poza Grenlandią

Najważniejsze dane:

• Obserwacje lodowców arktycznych poza Grenlandią wykazują takie same zmiany jak w przypadku największej wyspy świata. W ich przypadku utrzymuje się tendencja znacznej utraty lodu.
• Straty w lodowcach poza Grenlandią w 2018 i 2019 roku zaobserwowano na Alasce, Archipelagu Arktycznym i na Svalbardzie.
• Szacowana na podstawie dotychczasowych pomiarów GRACE utrata lodu przez te lodowce wynosi średnio 164 Gt rocznie.

Poza samą Grenlandią w Arktyce znajduje się wiele różnych lodowców. Ich istnienie warunkuje polarny i subpolarny klimat, gdzie przez większość roku panują ujemne temperatury.. Lodowce te topią się z powodu zmian klimatycznych, ale ze względu na ich objętość, wkład w podnoszenie się poziomu oceanów jest niewielki, bo wynosi 0,4 mm rocznie.

Mapa przedstawiająca miejsca występowania arktycznych lodowców. Czarne kropki wskazują miejsce regularnie dokonywanych pomiarów lodowców.

Pomiary zmian masy lodowca pozwalają ocenić stan lub zdrowie lodowca i jego wpływ na zmiany średniego światowego poziomu morza.

Bilans topnienia lodowców
Analizując 25 lodowców w Arktyce poza Grenlandią stwierdzono, że w ostatnich latach lodowce te tracą masę i kurczą się. Lodowce zyskują na masie i powierzchni poprzez akumulację śniegu i tracą ją poprzez topnienie. Roczny bilans zmian w lodowcu jest mierzony od września do sierpnia następnego roku, tak samo jak na Grenlandii.

Łączny bilans klimatyczny zmian masy lodowców arktycznych wyrażony w metrach ekwiwalentu wody w pięciu regionach Arktyki.

Straty odnotowano w 16 z 25 lodowców w sezonie 2017/18. To lodowce znajdujące się na Alasce, Svalbardzie i w północnej Skandynawii. 9 lodowców powiększyło się, to lodowce w kanadyjskiej Arktyce i na Islandii. Nie wpłynęło to jednak na ogólny trend, gdzie każdego roku obserwuje się całościowy spadek masy/powierzchni arktycznych lodowców. W sezonie 2018/19 straty w lodowcach na Alasce, Svalbardzie, Norwegii i na Archipelagu Arktycznym były były wyraźnie większe na tle średniej wieloletniej. Wyjątkowo mocno topiły się lodowce na Alasce, co dobitnie pokazuje to powyższy wykres.

Utrata masy lodowców
Tak jak w przypadku Grenlandii czy Antarktydy do pomiaru strat w lodowcach wykorzystuje się satelitarne pomiary grawitacyjne. Dzięki temu jesteśmy w stanie się dowiedzieć, ile dany lodowiec stracił w konkretnym sezonie. Według danych GRACE arktyczne lodowce leżące poza Grenlandią nie są wyjątkiem. Też tracą swoją masę, a tym samym wielkość.

Skumulowane zmiany masy arktycznych lodowców w Gt w latach 2002-2019.

Trend dla poszczególnych lodowców wygada następująco: 66 Gt strat rocznie na Alasce, 63 Gt w kanadyjskiej Arktyce, 9 Gt na Islandii, 14 Gt na rosyjskich wyspach arktycznych i 12 Gt na Svalbardzie. Jest to ilość dająca średnio rocznie wzrost poziomu oceanów o 0,4 mm. Dla porównania Grenlandia daje 0,7 mm rocznie.

Na podstawie: Arctic Report Card 2020: Greenland Ice Sheet, Glaciers and Ice Caps Outside Greenland