Morze Barentsa przestaje już być częścią Arktyki

Choć zamarzanie w ostatnich dniach postępuje, to są miejsca, gdzie zmian próżno szukać. Takim miejscem jest Morze Barentsa, które najwyraźniej przestało już być akwenem typowo arktycznym.

Zasięg i koncentracja arktycznego lodu morskiego w atlantyckim sektorze Arktyki 12 listopada 2020. AMSR2, University of Bremen

Akwen ten jest praktycznie pozbawiony lodu. Otwarte wody rozciągają się na północ i na wschód od archipelagu Svalbard. Niewielkie zlodzenie występuje po wschodniej stronie Ziemi Franciszka Józefa. Te wyspy, co ilustruje mapa obok (kliknij, aby powiększyć) powinny być już otoczone pakiem lodowym. Pomarańczowa linia pokazuje średni zasięg lodu w latach dwutysięcznych dla 12 listopada. Sytuacja, kiedy ten akwen w listopadzie jest całkowicie pozbawiony lodu, albo gdy lód zaczyna znikać w lutym, w ciągu ostatnich lat jest to nowa norma. Normalnie nie powinno mieć to miejsca. To rezultat intensywnych roztopów związanych z globalnym ociepleniem, czego skutkiem jest gromadzenie się ciepła w pozbawionej lodu wodzie i wodach stykających się z obszarem arktycznym. 

 

Powierzchnia lodu morskiego na Morzu Barentsa i w Basenie Arktycznym w 2020 roku w zestawieniu ze zmianami w latach 2007-2019. NSIDC

Morze Barentsa jest wolne od lodu. Wykres na podstawie pomiarów satelitarnych NSIDC pokazuje, że od kilku dni padają rekordy powierzchni (właściwie jej braku) lodu w regionie. Z kolei w Basenie Arktycznym mimo wcześniejszych stabilnych wzrostów związanych z szybkim zamarzaniem Morza Beauforta, sytuacja jest teraz prawie taka jak w 2016 roku.

 

Warunki pogodowe w Arktyce 12 i 13 listopada 2020 roku. Tropical Tidbits

 
Pogoda w Arktyce staje się w coraz większym stopniu ekstremalna. Warunki typowe dla Oceanu Atlantyckiego pojawiają się w Arktyce.  Coraz częściej występują sztormy. Atlantyckie układy baryczne docierają nad biegun północny, i tam ingerują w pak lodowy, powodują powstawanie pęknięć i kry lodowej. Ponadto, obecność stratosferycznego wiru polarnego nie oznacza, że pogoda w Arktyce każdego dnia będzie normalna bez silnych adwekcji ciepła. Te i tak będą się zdarzać. 

 

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

 

Z kolei sam wir polarny w stratosferze jest w tym roku najwyraźniej słabszy niż w 2019. Silne dopływy ciepła i silne przy tym wiatry będą się zdarzać. Ostatnio zanotowano rekordowo wysoką dla listopada temperaturę na Svalbardzie, wynoszącą 9,4^oC. Jak pokazuje powyższy wykres, temperatury w listopadzie wzrosły.

Średnia w latach 1979-2019 ilość wody zawartej w kolumnie atmosfery o powierzchni jednego metra kwadratowego (TPW/m²). Climate Change Isntitute/Climate Reanalyzer

Wygląda na to, że  czasy, kiedy panowały normalne warunki dla zamarzania Oceanu Arktycznego, już się skończyły. Morze Barentsa doświadcza "atlantyfikacji". Jest coraz cieplejsze, coraz bardziej zasolone, szaleją tam sztormy jak na Atlantyku. W miarę jak postępuje zanik lodu morskiego, jak rosną temperatury, możemy zobaczyć, jak zmienia się atmosfera regionu. Powoli, ale nieubłaganie atmosfera staje się podobna do tej z regionu atlantyckiego czy pacyficznego. Arktyka nie jest już sucha. Wilgoć trzyma ciepło i tym samym spowalnia zamarznie i przyrost lodu. Wykres obok pokazujący odchylenia tzw. „stopniodni chłodu” (ang. Freezing degree days - FDD) przedstawia stan termiczny typowy dla sezonu 2016/17. A przecież warunki atmosferyczne są tej jesieni inne. 

 

To świadczy o tym, że Arktyka jest już na równi pochyłej. Jeśli tej jesieni mimo pozornie dobrych warunków dla zamarzania panują wysokie temperatury, przechodzą sztormy, nie zamarzają niektóre akweny (M. Łaptiewów jeszcze nie zamarzło), to perspektywa braku lodu wrześniu w latach 2030-2035 jest jak najbardziej realna. 

Zobacz także:

• Arktyka zamarza szybko? Nie do końca, wtorek, 10 listopada 2020 Koniec października i pierwsze dni listopada 2020 to okres, kiedy tempo zamarzania arktycznych wód było nadzwyczaj szybkie.
• Porównanie kriosfery - czy to początek nowej ekstremalnej zimy?, piątek, 9 października 2020 

Arktyka zamarza szybko? Nie do końca

Koniec października i pierwsze dni listopada 2020 to okres, kiedy tempo zamarzania arktycznych wód było nadzwyczaj szybkie. Przyczyną szybkiego zamarzania Oceanu Arktycznego nie jest brak globalnego ocieplenia, a raczej jego skutki. Chodzi tu o to, jak duży obszar zajmował lód morski w połowie października nim tempo zamarzania przyspieszyło. Szczegóły są przedstawione w ostatnim raporcie. Sęk w tym, że nie wszędzie Arktyka szybko zamarza. Mapa obok (kliknij, aby powiększyć) przedstawia aktualny zasięg pokrywy lodowej w Arktyce. 

 

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

Tempo zamarzania jest imponujące. Średnia w dniach 1-9 listopada wyniosła ponad 200 tys. km²/dziennie. To bardzo dużo, bo o tej porze typowe tempo nie przekracza 100 tys. km²/dziennie. Dawniej prawie cały Ocean Arktyczny na przełomie października i listopada był już pokryty lodem, więc tempo dalszego zamarzania wyraźnie zwalniało.

Po prawej: odchylenia temperatury od średniej 1981-2010 w dniach 1-8 listopada 2020. Po prawej: wysokość geopotencjału reprezentująca ułożenie i stan troposferycznego wiru polarnego. NOAA/ESRL 

Granica lodu morskiego w październiku znajdowała się daleko na północy, co pokazuje mapa obok. Ten stan to skutek działania wysokich temperatur wody i atmosfery. Jednak efekt nocy polarnej, jakim jest wir polarny w końcu zrobił swoje. Temperatury zaczęły się obniżać, przez jakiś czas nawet szybko. W końcu woda zaczęła zamarzać. Resztę zrobiła pogoda. Jak widać na powyższych mapach, temperatury w Arktyce w pierwszych dniach listopada nie były już tak wysokie. Chłodno zrobiło się nad Morzem Wschodniosyberyjskim i nie tylko - to efekt działania stratosferycznego wiru polarnego. Prawa mapa NOAA pokazuje rozległy wir polarny w troposferze z centrum nad wyspami Archipelagu Arktycznego. Doszło do sprzężenia stratosfery z troposferą. Ale nawet w takiej sytuacji Arktyka nie jest wolna od zbyt wysokich temperatur.

 

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

Wysokie odchylenia występowały nad Morzem Łaptiewów i dużą częścią sektora atlantyckiego. Tu przyczyny są dwie. Po pierwsze efekt zamarzania, część ciepła trafiła do atmosfery, więc jej temperatury przestały spadać. Po drugie, rozkład układów barycznych umożliwił ostatnio adwekcję ciepłych mas powietrza nad region, i w ten sposób zatrzymując spadek temperatur. Efekt pokazuje powyższy wykres. Anomalie w Arktyce jeszcze pozostają wysokie. Trochę minie czasu, nim się wykruszą. Jednocześnie obserwujemy efekt działania wiru polarnego poza Arktyką. Ciepło dosłownie panoszy się po kontynentach podkręcane przy tym przez globalne ocieplenie. Od USA przez Polskę po Rosję, rozciąga się pas ciepła, co przedstawia mapa Climate Reanalyzer obok. Mamy od kilkunastu dni dodatnią fazę AO i NAO. 

 

Powierzchnia lodu morskiego na Morzu Barentsa i Łaptiewów w 2020 roku w zestawieniu ze zmianami w latach 2007-2019. NSIDC

*Przedstawione dane uwzględniają większy obszar arktycznych akwenów niż geograficzny. Obejmują część wód Basenu Arktycznego. Morze Łaptiewów ma 662 tys. km² a Barentsa 1,4 mln km².

 

Mimo szybkiego tempa zamarzania są akweny, które notują rekordy. Morze Łaptiewów szybko ostatnio zamarzało, ale jak widać na wykresie, do całkowitego zamarznięcia pozostało trochę czasu. Zupełnie inaczej niż rok temu jest na Morzu Barentsa. Tam lodu nie ma w ogóle. Zeszłoroczny stan najwyraźniej był związany z wirem polarnym, który był wtedy ułożony inaczej. Nie należy wykluczyć okresowych zmian w prądach morskich Atlantyku. Patrząc na obecny stan lodu po stronie Oceanu Atlantyckiego jest zdecydowanie za wcześnie, by mówić o kwestii Golfsztromu czy cyrkulacji termohalinowej. Na razie jest to co jest - nie ma pokrywy lodowej wokół Svalbardu i Ziemi Franciszka Józefa. A być powinna.

 

Zobacz także: 

• Zamarzanie musiało w końcu przyspieszyć, środa, 4 listopada 2020  Przez większość października Ocean Arktyczny z powodu wysokich temperatur wód i atmosfery zamarzał bardzo powoli. W końcu jednak efekt nocy polarnej i związanego z nim spadku temperatur zrobił swoje. Tempo zamarzania przyspieszyło, przekraczając średnią z wielolecia.
  

PIOMAS (październik 2020) - rekord pobity miesiąc później

Z październikowego raportu na podstawie danych z modelu Pan-Arctic Ice Ocean Modeling and Assimilation System (PIOMAS) dowiadujemy się, że miesiąc po wrześniowym minimum ilość lodu morskiego weszła na rekordowe wartości. Patrząc na zmiany powierzchni arktycznej pokrywy lodowej w drugiej połowie września, a potem w październiku, to taka sytuacja była do przewidzenia. 

Objętość lodu w Arktyce w 2020 roku względem wartości z ostatnich lat i średniej 1979-2001. PIOMAS

Przebicie na skutek powolnego zamarzania nastąpiło dokładnie 17 października. Od tego dnia czapa polarna do końca miesiąca zaczęła notować rekordowe wartości. I tak na koniec miesiąca objętość lodu wyniosła 6195 km³, czyli o 339 km³ mniej niż w rekordowym wtedy 2016 roku, który wcześniej przebił rok 2012. W przypadku 2012 roku różnica ta wynosi 352 km³. Animacja obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje, że na koniec października udział lodu powyżej 2 metrów zajmował niewielki procent całości powierzchni czapy polarnej. Jeśli sezon zamarzania będzie słaby, to sytuacja nie ulegnie zmianom pozwalającym na przygotowanie się do następnego sezonu roztopów. Patrząc na pierwsze dni listopada i prognozy na kolejne dni (tempo przyrostu powierzchni, temperatury, stan wiru polarnego) należy ostrożnie założyć, że sytuacja powinna ulec niewielkiej poprawie w stosunku do lat poprzednich.

 

Grubość arktycznego lodu morskiego dla 31 października w latach 2007-2020.

Zakładając oczywiście, że za jakiś czas nie zmienią się wzorce pogodowe, i nie rozpadnie się wir polarny, który wywróci arktyczną pogodę do góry nogami i przy okazji naszą. Ewentualna poprawa będzie widoczna najwcześniej w grudniu. Będzie jednak niewielka na tle tego, co przedstawia powyższe zestawienie map. W ciągu ostatniej dekady udział grubego, wieloletniego lodu spadł, co zwiększa szanse na silniejsze niż w ostatnich latach letnie roztopy. Powtórka z poprzedniego sezonu zamarzania powinna dać zauważalną poprawę. Zestawienie map obok pokazuje różnice grubości lodu w stosunku do wybranych lat. Jedynie na Morzu Beauforta sytuacja nie jest dramatyczna. W tym roku roztopy nie były tam intensywne.

Grubość lodu morskiego w październiku 2020 roku i jej odchylenia w stosunku do średniej 1981-2010. PIOMAS/Zachary Labe

Przedstawianie wybranych lat, zwłaszcza tych ostatnich w stosunku do obecnego roku nie da miarodajnego obrazu ze względu na sezonowe wahnięcia związane z warunkami pogodowymi. Lepiej jest patrzeć na średnią z większego okresu. Owszem, można przyjąć, że ten rok też jest takim wahnięciem jak 2007 czy 2012. Tylko że kilkudziesięcioprocentowy spadek ilości lodu morskiego nie wziął się znikąd. Poza tym zmiany, do jakich doszło na przestrzeni ostatnich 30 lat, nie powinny mieć miejsca. Są zbyt szybkie, choć wielu powie, że w ostatnich latach nic się nie działo. Okres odniesienia 1981-2010 pokazuje, że czapa polarna jest znacznie cieńsza niż być powinna. Nawet patrząc w stosunku do minionej dekady (mapa obok) widać rozległe negatywne zmiany. 

Zmiany objętości lodu morskiego na Morzu Beauforta i rosyjskich akwenach w 2020 roku w stosunku do okresu 2005-2019.

W tym roku jedynie na Morzu Beauforta stan pokrywy lodowej się nie zmienił, a nawet uległ poprawie. Za to na trzech rosyjskich akwenach z Morzem Łaptiewów na czele sytuacja wygląda inaczej. Winę można zwalić na pogodę, bo nad Morzem Beauforta było zimno, więc nad Łaptiewów musiało być cieplej.

Grubość arktycznego lodu morskiego w 2020 roku w stosunku do okresu 2006-2019 i średnich wartości z lat 80. i 90. XX wieku. PIOMAS

 

To jednak nie jest argument, bo cały okres od maja do października był najcieplejszy w historii pomiarów. Z kolei same dane PIOMAS pokazują, że czapa polarna jest średnio dwukrotnie cieńsza niż 30 lat temu. I ten rok nie jest wyjątkiem. 

Zmiany średniej miesięcznej ilości lodu morskiego w Arktyce dla października w latach 1979-2020 i ekstrapolacja trendu. Dane PIOMAS

Od 1979 roku ilość arktycznego lodu morskiego spadła o 72%. W latach 80. XX wieku w październiku czapa lodowa na Oceanie Arktycznym zawierała w sobie około 16 tys. km³ lodu, w ostatnich latach poniżej 6 tys. km³. Jeśli dotychczasowy trend się nie zmieni, to jeszcze przed 2040 rokiem Ocean Arktyczny będzie w październiku pozbawiony lodu, a we wrześniu nawet na początku lat 30. tego wieku.

Zobacz także:

• Arktyka zamarza bardzo powoli - wstępne dane PIOMAS, środa, 21 października 2020 Kolejne dni października przynoszą coraz to bardziej zatrważające dane dotyczące stanu czapy polarnej w Arktyce, oraz tempa przyrostu jej rozmiarów. 
• PIOMAS (wrzesień 2020) - o mały włos, środa, 7 października 2020 

Październik 2020 - żegluga na krańcu świata

Ogromny obszar Oceanu Arktycznego pozostawał wolny od lodu do końca października, a więc znacznie później niż zwykle. Tegoroczny październik ustanowił tym samy nowy miesięczny rekord zasięgu występowania pokrywy lodowej. Z powodu dużej powierzchni pozbawionej lodu, temperatury powietrza w Arktyce były ponadprzeciętnie wysokie.

Średni zasięg arktycznej pokrywy lodowej w październiku 2020 roku. Fioletowa linia pokazuje średni zasięg lodu dla okresu 1981-2010 dla października. Sea Ice Index - NSIDC

Zasięg arktycznego lodu morskiego w październiku 2020 wyniósł 5,28 mln km², co oznacza absolutny rekord dla tego miesiąca. Średnie dla października tego roku zlodzenie arktycznych wód było o 3,07 mln km² mniejsze od średniej 1981-2010 i o 0,45 mln km² mniejsze od poprzedniego rekordzisty 2019 roku. Tym samym w minionym miesiącu zanotowano największe w historii pomiarów odchylenia zasięgu lodu morskiego, które nie dotyczą tylko samego października lecz wszystkich pozostałych dni i miesięcy w roku. Rekord anomalii w stosunku do wszystkich dni i miesięcy zanotowano 24 października - 3,69 mln km².  Mapa obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje anomalie koncentracji lodu morskiego dla października 2020 roku.

 

 Zmiany zasięgu lodu morskiego w październiku 2020 roku. AMSR2, Institute of Oceanography, University of Hamburg

Najmniejszy zasięg lodu (choć trudno tu mówić o jakimkolwiek zasięgu) występował po stronie euroazjatyckiej. Od Morza Barentsa, przez Karskie po Wschodniosyberyjskie. Do tego dodać należy Morze Baffina. Tylko na Morzu Beauforta pokrywa lodowa przyrastała w normalnym tempie i miała typowe dla wielolecia rozmiary. Na kompletny brak lodu widoczny szczególnie na Morzu Łaptiewów wpływ miało letnie topnienie, a następnie wysokie temperatury wód. 

 

Zmiany zasięgu arktycznego lodu morskiego w 2020 roku w stosunku do ostatnich lat i średniej 1981-2010.

 

Całościowo średnie tempo przyrostu lodu nie było powolne. Wyniosło bowiem 71,2 tys. km²/dziennie, a więc zbliżone do średniej wieloletniej. To zasługa przyspieszenia zamarzania w trzeciej dekadzie miesiąca, zwłaszcza w ostatnich dniach - 134 tys. km²/dziennie. Powolne zamarzanie miało miejsce w pierwszej połowie października - 51,6 tys. km²/dziennie. Powolne zamarzanie sprawiło, że od 13 października zaczęto notować rekordy, które utrzymały się do końca miesiąca. Te największe przyrosty, które podbiły średnią miały miejsce po stronie rosyjskiej - efekt spadku temperatur na wysokich szerokościach geograficznych, co skutkowało szybkim wychłodzeniem się wód.

 

 Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 dla października 2020 roku. Wartość anomalii na poziomie ciśnienia 925 hPa (750 m.n.p.m). NOAA/ESRL

 

Temperatury w dolnej warstwie atmosfery były od 4 do 5^oC wyższe od średniej wieloletniej nad prawie całym Oceanem Arktycznym, syberyjskim wybrzeżu, w tym nad północną Grenlandią. Jedynie nad Zatoką Hudsona było zimniej niż zwykle. Październik 2020 okazał się drugim najcieplejszym w historii pomiarów miesiącem.  W Arktyce przeważało ogólnie niskie ciśnienie atmosferyczne, co pokazuje mapa obok. Rozkład układów barycznych i tym samym wzorce pogodowe nie dawały zbytnio możliwości do silnych adwekcji ciepła, poza kilkudniowym incydentem w połowie miesiąca. Wzór pogodowy w październiku zaczął stopniowo reagować na formujący się od drugiej połowy września stratosferyczny wir polarny. Dlatego też odchylenia temperatur nie były tak wysokie jak w 2016 roku. Warto przypomnieć, że październik zeszłego roku był czwartym najcieplejszym w historii pomiarów. 

 

Średni miesięczny zasięg lodu morskiego dla października w latach 1979-2020

Średnioroczne tempo spadku zlodzenia w trendzie wynosi dla października tego roku 84,4 tys. km², a więc 10,1% na dekadę w stosunku do średniej 1981-2010. Od 1979 roku październikowe zlodzenie arktycznych wód skurczyło się o 3,45 mln km² - dwa razy więcej niż powierzchnia Alaski.

 

Wzrost anomalii temperaturowych jesienią
24 października zanotowano największe w historii odchylenie dziennego zasięgu lodu względem nie tylko analogicznego dnia z poprzednich lat, ale wszystkich pozostałych miesięcy w roku. To rezultat szybkich roztopów w okresie wiosenno-letnim. 

Profil odchyleń temperatur w troposferze do wysokości 6 km (500 hPa) między 50^oN a biegunem północnym w październiku 2020 roku.  NCEP/NCAR Reanalysis

Przy coraz dłuższych okresach otwartych wód wiosną i latem, coraz więcej pochłanianej jest energii słonecznej przez górne warstwy Oceanu Arktycznego. Ten fakt powoduje opóźnianie się tworzenia lodu morskiego na powierzchni. Stąd też obserwowane są wysokie odchylenia temperatur przy powierzchni Ziemi między 70 a 80^oN, czyli tam, gdzie w październiku występują wciąż wolne od lodu wody Oceanu Arktycznego. Powyższy profil przedstawia region wschodniej części Syberii. 

Wykres przedstawiający odchylenia zasięgu lodu morskiego w minionych dekadach i wybranych latach w okresie od 1 czerwca do 31 grudnia.

Jak pokazuje wykres zarówno w tym roku, jak w ostatnich latach, kiedy miało miejsce silne letnie topnienie, zaobserwowano bardzo wysokie odchylenia w rozmiarach czapy polarnej. W ostatnich dwóch dekadach wysokie jesienne temperatury nad otwartymi wodami przyczyniły się w znacznym stopniu do tzw. arktycznej amplifikacji, czyli arktycznego wzmocnienia - większego wzrostu temperatury powietrza w Arktyce w porównaniu z resztą świata. Jednak anormalne ciepło ogranicza się w dużej mierze do temperatury w pobliżu powierzchni oceanu. Choć nie zawsze.

Wzrost żeglowności Oceanu Arktycznego
Wraz z przesuwaniem się granicy lodu morskiego oraz coraz dłuższym okresem jego braku na poszczególnych akwenach rośnie zainteresowanie armatorów z całego świata. 

Mapa przedstawiająca ruch morski w sierpniu 2020 roku. Tranzyty przez Północny Szlak Morski zaznaczone są na czerwono. Wychodzące z lub przychodzące do arktycznych portów oznaczone są kolorem niebieskim i zielonym, a żółtym - od portu do portu w obrębie Arktyki. Center for High North Logistics Information Office at Nord University

Nasila się żegluga handlowa wzdłuż Północnego Szlaku Morskiego, czyli Przejścia Północno-Wschodniego. Obejmuje to dalekomorskie tranzyty z Europy do Azji Wschodniej, lokalną żeglugę w obrębie Oceanu Arktycznego oraz dostawy skroplonego gazu ziemnego ze złóż na Półwyspie Jamalskim do portów w Europie i Azji Wschodniej. W latach 2019-2020 nastąpił znaczny wzrost działalności żeglugowej w porównaniu z rokiem 2018. W tym roku odnotowano nieznacznie większą aktywność żeglugową niż w 2019, jeśli porównać sierpniową żeglugę względem 2018 roku. Statki muszą opływać półwysep Tajmyr, który jeszcze w minionej dekadzie stanowił problem ze względu na lód morski. Ale zarówno rok temu, jak w tym region szybko uwolnił się od lodu. Asysta lodołamaczy lub użycie tankowców ze wzmocnionymi burtami sprawiła, że już czerwcu była możliwa żegluga na całej długości Przejścia Północno-Wschodniego.

Na podstawie National Snow and Ice Data Center: Ocean Waves in November—in the Arctic

Zobacz także:

• Wrzesień 2020 - pozostając na drugim miejscu, wtorek, 6 października 2020 Po 15 września, kiedy miało miejsce tegoroczne minimum, ekspansja lodu morskiego Arktyki była najbardziej widoczna od strony Morza Czukockiego i na Beauforta.
• Sierpień 2020 - ciepło od dołu, czwartek, 3 września 2020  
• Lipiec 2020 - ekstremalne topnienie wyhamowało na koniec lipca, środa, 5 sierpnia 2020