Klimat Arktyki - wydanie 2016

Jak co roku, Amerykańska Narodowa Służba Oceaniczna i Meteorologiczna (NOAA) opublikowała raport na temat stanu klimatu Arktyki. Tradycyjnie naukowcy analizują warunki panujące w Arktyce nie w konkretnym roku kalendarzowym, a pomiędzy kolejnymi minimami zasięgu lodu, czyli październikiem jednego i wrześniem następnego roku. Co działo się w sezonie 2015/2016?

Morze Czukockie w czerwcu 2016. Zdjęcie wykonane z pokładu samolotu badawczego TwinOtter udostępniamy dzięki uprzejmości NOAA.

Temperatury powietrza

Temperatury w Arktyce rosną i w ostatnim roku były one rekordowo wysokie – średnia temperatura w rocznym okresie od października 2015 do września 2016 roku była aż o 2°C wyższa od średniej z lat 1981-2010. Od początku XX wieku wzrost wyniósł aż 3,5°C.

Rysunek 1. Anomaliaśredniej temperatury powietrza w Arktyce oraz średniej temperatury globalnej (odchylenie od średniej z lat1981-2010). Dane CRUTEM4

Sezonowe temperatury w Arktyce

Poza krótkim okresem w lecie, w Arktyce dominowały wysokie dodatnie anomalie temperatury. Zima 2015/16 była na północy rekordowo ciepła.

Przedstawione na rys. 2 sezonowe wartości anomalii temperatur podzielone zostały na pory roku: jesień 2015 (październik-grudzień), zimę 2015 (styczeń-marzec), wiosnę (kwiecień-czerwiec) i lato (lipiec-wrzesień).

Rysunek 2. Sezonowe anomalie temperatury (odchylenia od średniej z lat1981-2010) w Arktyce: a) jesień, b) zima, c) wiosna, d) lato. NOAA/ESRL

Najwyższe anomalie miały miejsce zimą. W rejonie Svalbardu było aż o 8 do 11oC cieplej niż w okresie referencyjnym (1981-2010). Wiosną dodatnie anomalie zmalały, ale wciąż występowały na całym obszarze Arktyki. Latem były najmniejsze, co jest spodziewanym następstwem tego, że temperatura wód Oceanu Arktycznego, na którym pływa topniejący lód, kształtuje się na poziomie 0oC.

Temperatura Oceanu Arktycznego

Temperatury powierzchni arktycznych akwenów w sierpniu 2016 były lokalnie o 5oC wyższe od średniej z lat 1981-2010. Było to związane nie tylko z wcześniejszym zanikiem lodu i nagrzewaniem wody przez promieniowanie słoneczne, ale też napływem ciepłych wód z Oceanu Spokojnego i Atlantyckiego.

Warto zauważyć, że Morze Czukockie oraz wschodnia część Morza Baffina wykazują znaczący trend ocieplenia, na poziomie aż 0,5oC na dekadę.

Rysunek 3. Temperatury wód arktycznych. a) Średnia temperatura powierzchni morza w sierpniu 2016 roku. Biały kolor oznacza pokrywę lodową Oceanu Arktycznego. b) Anomalie temperatury powierzchni wód w sierpniu 2016 w stosunku do okresu 1982-2010. Czarna linia pokazuje średni zasięg lodu pływającego w sierpniu w latach 1982-2010. c) Anomalie temperatury w stosunku do wartości z sierpnia 2012 roku. Niebieska linia pokazuje średni zasięg lodu pływającego w sierpniu 2012 roku. Źródło: Arctic Report Card 2016.

W sierpniu 2016 roku obszary wolne od lodu miały temperaturę sięgającą 6oC, a miejscami, jak w Morzu Czukockim czy części Morza Baffina nawet 8oC.

Rysunek 4. Odchylenia temperatury powierzchni mórz w latach 1982-2016 względem średniej z okresu 1982-2010. Źródło: Arctic Report Card 2016.

Choć tempo zmian temperatury nie jest dla każdego akwenu jednakowe i nie w każdym roku notuje się rekordowe odchylenie dodatnie, to wieloletnie pomiary wykazują trend ocieplania się wód Oceanu Arktycznego.

Czapa polarna Arktyki

Mierzony za pomocą satelitów obszar lodu pływającego w Arktyce jest znacząco mniejszy, niż miało to miejsce jeszcze kilkanaście lat temu. Widoczne jest to szczególnie latem, w okresie najmniejszego zasięgu lodu.

Rysunek 5. Lewa mapa – średni zasięg lodu morskiego w marcu 2016. Prawa mapa – średni zasięg we wrześniu 2016. Fioletowa linia oznacza średni zasięg lodu w okresie 1981-2010. Dane NSIDC

Mimo znacznych dodatnich anomalii temperatury wiosną i szybkiego spadku zasięgu lodu morskiego w tym czasie, stosunkowo chłodne lato, szczególnie czerwiec, spowolniły topnienie. Zasięg arktycznego lodu morskiego 10 września 2016 roku, czyli w czasie wrześniowego minimum wyniósł 4,14 mln km2, czyli o 1/3 mniej od średniej z lat 1981-2010. Był to „zaledwie” drugi najmniejszy zasięg w historii pomiarów.

Całoroczny zasięg lodu w 2016 roku był o 1,81 mln km2 (29%) mniejszy od średniej wieloletniej. Marcowe maksimum zasięgu lodu miało miejsce 24 marca na poziomie 14,52 mln km2, czyli 7% poniżej średniej z lat 1981-2010.

Rysunek 6. Trend spadkowy zasięgu lodu morskiego w Arktyce w latach 1979-2016. Czarna linia oznacza marzec, czerwona wrzesień. Źródło: Arctic Report Card 2016.

Trend spadku zasięgu lodu morskiego widoczny jest we wszystkich miesiącach, łącznie z wrześniowym minimum i marcowym maksimum. Tempo spadku zasięgu lodu dla wrześniowego minimum wynosi 13,3% na dekadę. W przypadku marcowego maksimum spadek ten wynosi 2,7% na dekadę.

Wiek lodu

Jednym ze wskaźników mówiących o kondycji północnej czapy lodowej jest, jak duża część lodu jest w stanie przetrwać okres letnich roztopów, a więc udział lodu wieloletniego w jego całkowitej powierzchni.

Rysunek 7. Zmiany obszaru zajmowanego przez lód wieloletni i jednoroczny od 1985 roku do dziś. Powyżej mapy przedstawiające rozmieszczenie lodu wieloletniego i jednorocznego w marcu 1985 i 2016 roku. Źródło: Arctic Report Card 2016.

30 lat temu stary lód, liczący 4 i więcej lat zajmował w marcu blisko 20% powierzchni czapy polarnej. Teraz wartość ta skurczyła się do zaledwie 1,2% powierzchni.W marcu 2016 roku lód dwuletni i starszy zajmował zaledwie 23% powierzchni, a lód sezonowy 77%.

Grubość lodu morskiego

Grubość lodu to kolejna zmienna pokazująca pogarszający się stan arktycznej czapy polarnej.

Rysunek 8. Grubość arktycznego lodu morskiego. a) grubość lodu w kwietniu 2016 roku. b) anomalia grubości lodu w kwietniu 2016 roku w stosunku do średniej wartości z lat 2011-2015. Dane ESA, Cryosat-2. Źródło: Arctic Report Card 2016.

Duże zmiany zaszły na Morzu Beauforta i części Basenu Arktycznego. Tam znajduje się lód, który zazwyczaj ma większe szanse na przetrwanie niż lód rosyjski, który jest podatny na działanie ciepłego Prądu Norweskiego.

Lądolód Grenlandii

Intensywność topnienia lądolodu Grenlandii była duża, choć rok 2016 nie był rekordowy. W 37-letniej historii pomiarów wcześniejsze rozpoczęcie sezonu topnienia odnotowano jedynie w 2012 roku.

Rysunek 9. Objęta topnieniem powierzchnia lądolodu Grenlandii w 2106 roku w zestawieniu z rekordowym 2012 rokiem, oraz średnią z lat 1981-2010. Mapa pokazuje anomalię liczby dni z topnieniem. Źródło: Arctic Report Card 2016.

Topnienie lądolodu trwało o 30-40 dni dłużej niż zwykle w północnej części wyspy i o 15-20 dni dłużej w regionie zachodniego wybrzeża. Maksymalny obszar topnienia wystąpił w drugiej połowie lipca i przekroczył 40% powierzchni całkowitej lądolodu.

Prowadzone przez satelity GRACE pomiary grawimetryczne pokazują trwający ubytek masy lądolodu Grenlandii. W okresie kwiecień 2015 - kwiecień 2016 Grenlandia straciła 191 Gt lodu. Rekordowa utrata lodu miała miejsce w sezonie 2012/13 i wyniosła 562 Gt. Od początku pomiarów w 2002 roku Grenlandia straciła już ponad 3000 Gt lodu.

Rysunek 10. Zmiany masy grenlandzkiego lądolodu w gigatonach od kwietnia 2002 do kwietnia 2016 roku. Źródło: Arctic Report Card 2016.

Kurczy się także powierzchnia lądolodu, co jest szczególnie dobrze widoczne na wybrzeżu. Licząc od roku 1999 średnie tempo spadku powierzchni lądolodu wyniosło 127 km2 rocznie. W 2016 roku powierzchnia lodowców skurczyła się o 60,6 km2, czyli połowę tego, co w ostatnich kilkunastu latach w skali średniorocznej.

Rysunek 11. Całkowita zmiana powierzchni grenlandzkiego lądolodu wyrażona w km2 w latach 1999-2015. Źródło: Arctic Report Card 2016.

Wielkością, na którą także warto zwrócić uwagę w przypadku rejonów pokrytych śniegiem lub lodem jest albedo powierzchni (stosunek energii promieniowania odbitego do padającego). To między innymi od niego zależy tempo topnienia lodowców i pokrywy śnieżnej. Latem 2016 roku średnia wartość albedo na Grenlandii wynosiła 71,1%, była więc około 4% niższa niż w latach 2000-2001. Wartość albedo w 2016 roku była piątą najmniejszą w historii pomiarów prowadzony od 2000 roku.

Pokrywa śnieżna

Dane satelitarne o pokrywie śnieżnej półkuli północnej zbierane są od 1967 roku. Pokrywa ta zanika coraz wcześniej, co jest szczególnie zauważalne od 2005 roku. W 2016 roku, w kwietniu i maju miał miejsce rekordowo szybki zanik pokrywy śnieżnej w Ameryce Północnej.

 

Rysunek 12. Anomalie powierzchni pokrywy śnieżnej dla kwietnia, maja i czerwca w latach 1967-2016. Czarny kolor przedstawia dane dla Ameryki Północnej a czerwony dla Eurazji. Krzywe pokazują 5-letnią średnią, zaś kółka średnie miesięczne. Źródło: Arctic Report Card 2016.

Zasięg pokrywy śnieżnej w Ameryce Północnej w maju po raz pierwszy w historii pomiarów satelitarnych spadł poniżej 4 mln km2. W czerwcu powierzchnia pokrywy śnieżnej była trzecią najmniejszą w historii zarówno w Ameryce Północnej, jak w Eurazji. Uśredniona wartość wyniosła 5,58 mln km2. Rekord na poziomie 4,92 mln km2 miał miejsce w roku 2012. W lipcu z kolei pokrywa śnieżna była szóstą najmniejszą w historii pomiarów i wyniosła 2,55 mln km2. W lipcu śnieg pozostaje na Grenlandii i niektórych częściach Archipelagu Arktycznego. Wszystkie pięć rekordowych lat miało miejsce w ostatniej dekadzie.

Rysunek 13. Anomalia czasu zalegania pokrywy śnieżnej w dniach w odniesieniu do okresu 1998-2010. Pe lewej – jesień 2015, po prawej – wiosna 2016. Źródło: Arctic Report Card 2016.

Jesienią, dzięki zwiększonemu parowaniu wody z cieplejszego i mniej skutego lodem Oceanu Arktycznego, opady mogą wzrosnąć, powodując powstanie większej pokrywy śnieżnej. Jednak wiosną, szczególnie pod jej koniec, wygląda to inaczej. Ocean Arktyczny jest zamarznięty, nie dostarczając pary wodnej, która mogłaby spaść w postaci śniegu, zaś wyższe temperatury prowadzą do szybszego topnienia pokrywy śnieżnej.

Żółte kolory na mapie w prawym panelu na rys.13 pokazują, gdzie śnieg stopniał wcześniej niż zwykle. Szybko znikała pokrywa śnieżna w zachodniej części Kanady, na Alasce i we wschodniej części Europy.

Poniższe wykresy przedstawiają wieloletni trend spadku pokrywy śnieżnej.

Rysunek 14. Zmiany zasięgu pokrywy śnieżnej w maju i czerwcu (czerwone linie) w zestawieniu z zasięgiem arktycznego lodu morskiego we wrześniu (niebieska linia) w 2016 roku. Prawy wykres pokazuje zmiany masy pokrywy śnieżnej w gigatonach, w latach 1980-2016. Źródło: Arctic Report Card 2016.

Majowa pokrywa śnieżna na półkuli północnej zajmuje obecnie o około 17% mniejszą powierzchnię niż na początku lat 80. XX wieku, co oznacza, że zasięg śniegu w tym miesiącu kurczy się w tempie 5% na dekadę. Dla czerwca spadek ten jest największy większy i wynosi aż 17,8% na dekadę.

Poniżej streszczenie raportu w formacie video.

Hubert Bułgajewski na podstawie NOAA Arctic Report Card 2016. Konsultacja merytoryczna prof. Szymon Malinowski.

Opublikowano: 2017-01-31 12:08
Tagi

Arktyka lód morski

Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień przeglądarki oznacza akceptację polityki cookies.