arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · arktični morski led 2007/08 –točka brez...

57
Arktični morski led 2007/08 Arktični morski led 2007/08 točka brez vrnitve? točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana, november 2008 Avtorske pravice: Jacques Descloitres, MODIS Rapid Response Team, NASA/GSFC

Upload: others

Post on 01-Mar-2020

4 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Arktični morski led 2007/08 Arktični morski led 2007/08 –– točka brez vrnitve?točka brez vrnitve?

Predavanje za Slovensko meteorološko društvo

Gregor Vertačnik

Ljubljana, november 2008

Avtorske pravice:

Jacques Descloitres,

MODIS Rapid

Response Team,

NASA/GSFC

Page 2: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

KazaloKazalo

�� ArktikaArktika�� Morski arktični ledMorski arktični led�� Nastanek in razkroj morskega leduNastanek in razkroj morskega ledu�� Odkrivanje Arktike in stanje arktičnega leduOdkrivanje Arktike in stanje arktičnega ledu�� Doba satelitskih meritevDoba satelitskih meritev�� Pretekle spremembe morskega leduPretekle spremembe morskega ledu�� Izjemni minimum leta 2007Izjemni minimum leta 2007�� Potek leta 2008 Potek leta 2008 –– izboljšanje ali poslabšanje?izboljšanje ali poslabšanje?�� Napovedi za prihodnostNapovedi za prihodnost�� Točka brez vrnitve?Točka brez vrnitve?

Page 3: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

ArktikaArktika

�� več definicij:več definicij:�� severno od polarnega kroga (66,6 °)severno od polarnega kroga (66,6 °)�� območje s povprečno julijsko temperaturo območje s povprečno julijsko temperaturo

manj kot 10 °C manj kot 10 °C –– drevesna mejadrevesna meja�� politična definicija vključuje Laponskopolitična definicija vključuje Laponsko

�� mrzlo in sušno podnebje (< 500 mrzlo in sušno podnebje (< 500 mm/leto), padavine večinoma kot snegmm/leto), padavine večinoma kot sneg

�� borno rastlinstvo, tundra: nizko grmičje, borno rastlinstvo, tundra: nizko grmičje, lišaji, mahovi...lišaji, mahovi...

�� živalstvo prilagojeno ostremu podnebju živalstvo prilagojeno ostremu podnebju (polarni zajec, muškatno govedo, severni (polarni zajec, muškatno govedo, severni jelen, polarna lisica, volk, severni medved, jelen, polarna lisica, volk, severni medved, gorska kuna, tjulenj, kiti..)gorska kuna, tjulenj, kiti..)

�� velike zaloge nafte, zemeljskega plina, velike zaloge nafte, zemeljskega plina, mineralovmineralov

�� avtohtoni prebivalci so avtohtoni prebivalci so InutiInuti, večji , večji TuniitiTuniitiso izumrli na začetku 20. stoletjaso izumrli na začetku 20. stoletja

�� osrednjega dela Severnega ledenega morja osrednjega dela Severnega ledenega morja si ne lasti nobena država, ekonomski pas si ne lasti nobena država, ekonomski pas sega do 200 morskih milj od obalesega do 200 morskih milj od obale

Arktika kot območje do 10° julijske izoterme. Vir: http://en.wikipedia.org/wiki/Arctic

Page 4: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Letni hod povprečne temperature na štirih arktičnih meteoroloških postajah. Viri podatkov: http://www.climate.weatheroffice.ec.gc.ca/climate_normals, http://www.nws.noaa.gov/climate, http://www.worldclimate.com (zemljevid: http://nsidc.org/arcticmet/arctic_map.html )

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

jan. feb. mar. apr. maj. jun. jul. avg. sep. okt. nov. dec.

mesec

po

vp

. te

mp

era

tura

zra

ka (

°C)

Eureka (80° N) Barrow (71° N) Tiksi (72° N) Svalbard (78° N)

Page 5: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Morski arktični ledMorski arktični led

�� morski led na območju Arktikemorski led na območju Arktike�� površina sezonsko niha od okoli 5·10površina sezonsko niha od okoli 5·106 6 kmkm2 2 septembra do 14·10septembra do 14·1066 kmkm22 v marcu; v v marcu; v

zadnjih letih znaten upad površine, zlasti poleti in jesenizadnjih letih znaten upad površine, zlasti poleti in jeseni�� vrste ledu:vrste ledu:

�� led, pritrjen na obalo (se ne premika)led, pritrjen na obalo (se ne premika)�� plavajoči led, lahko je tudi narinjenplavajoči led, lahko je tudi narinjen�� veliki kosi ledu (veliki kosi ledu (angang. “. “floesfloes””) so veliki do 10 km, še večji so ledena polja () so veliki do 10 km, še večji so ledena polja (angang. “. “fieldsfields””))

�� enoletni (sezonski), večletni ledenoletni (sezonski), večletni led�� debelina do nekaj metrov, tipično okoli 2 metradebelina do nekaj metrov, tipično okoli 2 metra

Angleška terminologija morskega ledu. Vir: http://en.wikipedia.org/wiki/Sea_ice

Page 6: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

�� najpomembnejše statistike:najpomembnejše statistike:�� površina (površina (angang. . ““areaarea””) ledu) ledu�� obseg (obseg (angang. . ““extentextent””) ledu oziroma ledenih plošč (vsota površin ~10 km x ) ledu oziroma ledenih plošč (vsota površin ~10 km x

10 km velikih območij z vsaj 15 % pokritostjo z ledom)10 km velikih območij z vsaj 15 % pokritostjo z ledom)�� debelina ledudebelina ledu

Letni potek obsega ledu v letih 2002-2008. Vir: http://www.ijis.iarc.uaf.edu/en/home/seaice_extent.htm

Page 7: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Povprečni obseg morskega ledu v obdobju 1979-2003. Vir: Stroeve, J. and Meier, W. (1999, posodobljeno 2005). Sea Ice Trends and Climatologies from SMMR and SSM/I. Boulder, Colorado. National Snow and Ice Data Center. Avtorske pravice: Hugo Ahlenius, UNEP/GRID-Arendal

Page 8: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

�� morski led je pomemben del morski led je pomemben del kriosferekriosfere, ki je sistem z drugo največjo “zalogo , ki je sistem z drugo največjo “zalogo toplote” (za oceani)toplote” (za oceani)

�� visok visok albedoalbedo → zelo pomembno, ker sta v povprečju največja tokova → zelo pomembno, ker sta v povprečju največja tokova kratkovalovno in dolgovalovno sevanjekratkovalovno in dolgovalovno sevanje

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. 1.8. 1.9. 1.10. 1.11. 1.12.

datum

dn

evn

i iz

ven

zem

elj

ski

ob

sev (

MJ)

90° N 66,6 °N 45° N 0° N

Izračunan letni hod dnevnega izvenzemeljskega (ekstraterestričnega) obseva za štiri geografske širine. Vir: ARSO

Page 9: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

�� na robu zaledenelih območij je stik različnih zračnih mas (večjina robu zaledenelih območij je stik različnih zračnih mas (večjihorizontalni temperaturni gradient kot drugod) → vpliv na horizontalni temperaturni gradient kot drugod) → vpliv na vetrove in oceanske tokovevetrove in oceanske tokove

�� pozitivna povratna zanka temperaturapozitivna povratna zanka temperatura--led led ojačaojača podnebni odziv podnebni odziv na visokih širinahna visokih širinah

�� vpliva na izmenjavo toplote, plinov in gibalne količine med vpliva na izmenjavo toplote, plinov in gibalne količine med oceanom in ozračjemoceanom in ozračjem

�� morski led je izvor sveže vode, kar vpliva na morski led je izvor sveže vode, kar vpliva na vzgonskovzgonsko silo v silo v oceanih in morjihoceanih in morjih

�� v območjih v območjih divergencedivergence morskega ledu lahko nastanejo odprtine morskega ledu lahko nastanejo odprtine --““polinejepolineje”, zlasti pozimi velik izvor toplote za ozračje”, zlasti pozimi velik izvor toplote za ozračje

�� v območjih konvergence se led nariva, eden od vzrokov v območjih konvergence se led nariva, eden od vzrokov debeljenja ledudebeljenja ledu

�� povprečna zimska (oktoberpovprečna zimska (oktober--april) odebelitev 1,3 m, poletno april) odebelitev 1,3 m, poletno taljenje (majtaljenje (maj--september) 0,9 m, neto september) 0,9 m, neto advekcijaadvekcija pozimi 0,4 mpozimi 0,4 m

Page 10: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

�� najpomembnejša tokova v najpomembnejša tokova v Severnem ledenem morju Severnem ledenem morju sta sta BeuaufortovBeuaufortov vrtinec in vrtinec in čezarktičničezarktični toktok

�� BeaufortovBeaufortov vrtinec je vrtinec je posledica prevladujočega posledica prevladujočega anticiklona na tistem anticiklona na tistem območjuobmočju

�� poleti so tokovi šibkejši, poleti so tokovi šibkejši, pozimi močnejšipozimi močnejši

�� v v BeaufortovemBeaufortovem vrtincu in vrtincu in na kanadskona kanadsko--grenlandski grenlandski strani se led nariva in debelistrani se led nariva in debeli

�� čez čez FramovaFramova vrata gre letno vrata gre letno za 13 % površine za 13 % površine Arktičnega oceana leduArktičnega oceana ledu

Kroženje ledu v Severnem ledenem morju in okolici. Vir: Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP), Slika 3.29, AMAP (1998).

Page 11: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Nastanek in razkroj morskega leduNastanek in razkroj morskega ledu

�� nastane pri zmrzovanju morske vode pri okoli nastane pri zmrzovanju morske vode pri okoli --1,8 °C1,8 °C�� nastanek v mirni vodi:nastanek v mirni vodi:

�� tanka plast ločenih, sprva okroglih, nato zvezdastih tanka plast ločenih, sprva okroglih, nato zvezdastih kristalovkristalov

�� vodna turbulenca lomi krake, nastane kašasta mešanicavodna turbulenca lomi krake, nastane kašasta mešanica�� v mirnih pogojih se delci povežejo in nastane tanek sloj v mirnih pogojih se delci povežejo in nastane tanek sloj

novega ledunovega ledu�� z zmrzovanjem vode na spodnji strani ledenega sloja se z zmrzovanjem vode na spodnji strani ledenega sloja se

ledena plast debeli in v eni zimi lahko doseže 1,5ledena plast debeli in v eni zimi lahko doseže 1,5--2 m2 m�� sprva ledeni sloj prosojen, z debelino postaja vse bolj sprva ledeni sloj prosojen, z debelino postaja vse bolj

siv in nazadnje belsiv in nazadnje bel�� za nastanek v nemirni vodi mora biti površinska plast za nastanek v nemirni vodi mora biti površinska plast

morja podhlajenamorja podhlajena�� veter in valovi majhne delce stisnejo v veter in valovi majhne delce stisnejo v večmetrskevečmetrske

plošče plošče palačinkastepalačinkaste oblike, ki med sabo trkajo in se oblike, ki med sabo trkajo in se lahko narivajolahko narivajo

�� led je večinoma iz sveže vode, saj se pri zmrzovanju led je večinoma iz sveže vode, saj se pri zmrzovanju izloča sol → okoliška voda postane bolj slanaizloča sol → okoliška voda postane bolj slana

�� v toplejši polovici leta se led tali zaradi sončnega v toplejši polovici leta se led tali zaradi sončnega sevanja in dotoka toplih zračnih mas:sevanja in dotoka toplih zračnih mas:�� led se lomi in razpadaled se lomi in razpada�� na ledu nastajajo jezerca, zato je tam videti temnejši na ledu nastajajo jezerca, zato je tam videti temnejši

(turkizne barve)(turkizne barve)

Zelo mlad led. Foto: Mila Zinkova

Palačinkast led. Vir: http://southport.jpl.nasa.gov/ polar/iceinfo.html

Page 12: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Taljenje ledu in stoječa površinska voda v Kanadskem arktičnem arhipelagu. Avtorske pravice: MODIS Rapid Response Project at NASA/GSFC

Page 13: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Pokanje ledu na severozahodu Grenlandije konec junija 2008. Avtorske pravice: MODIS Rapid Response Project at NASA/GSFC

Page 14: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

“Poletna jezerca” na SV Grenlandije, 18. 8. 2008. Avtorske pravice: MODIS Rapid Response Project at NASA/GSFC

Page 15: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Odkrivanje Arktike in stanje arktičnega leduOdkrivanje Arktike in stanje arktičnega ledu

�� v 9. in 10. stoletju so Vikingi naselili Islandijo in Grenlandijv 9. in 10. stoletju so Vikingi naselili Islandijo in Grenlandijoo�� prvotni naseljenci ameriškega dela Arktike večinoma prvotni naseljenci ameriškega dela Arktike večinoma TuniitiTuniiti ((dorsetskadorsetska kultura), kultura),

od 11. do 14. stoletja večji del poselijo od 11. do 14. stoletja večji del poselijo InuitiInuiti (kultura (kultura ThuleThule); na evrazijski strani ); na evrazijski strani Arktike več plemenArktike več plemen

�� Anglež Martin Anglež Martin FrobisherFrobisher 2. julija 1578 odkrije 2. julija 1578 odkrije FrobisherFrobisher BayBay in poroča o in poroča o nevarnem morskem ledunevarnem morskem ledu

�� odprave Nizozemca odprave Nizozemca WillemaWillema BarentszaBarentsza::�� prva odprava (1594) prva odprava (1594) -- obrniti je moral zaradi ledenih gora pri Novi zemljiobrniti je moral zaradi ledenih gora pri Novi zemlji�� na drugi odpravi (1595) je na drugi odpravi (1595) je KarskoKarsko morje nenavadno hitro zamrznilomorje nenavadno hitro zamrznilo�� tretja odprava (1596):tretja odprava (1596):

�� julija? ujet med ledenimi gorami in plavajočim ledom v julija? ujet med ledenimi gorami in plavajočim ledom v VajgačeviVajgačevi ožiniožini�� De De VeerVeer januarja 1597 opazi in opiše poseben atmosferski efekt Nove zemjanuarja 1597 opazi in opiše poseben atmosferski efekt Nove zemlje (polarno lje (polarno

zrcaljenje Sonca 5° visoko)zrcaljenje Sonca 5° visoko)�� do sredine junija 1597 ledeni objem pri Novi zemlji ni popustildo sredine junija 1597 ledeni objem pri Novi zemlji ni popustil

�� na odpravi na odpravi HenryjaHenryja HudsonaHudsona novembra 1610 je ladjo v zalivu James novembra 1610 je ladjo v zalivu James ukleniluklenil led, led, potem ko so 2. avgusta vstopili v potem ko so 2. avgusta vstopili v HudsonovHudsonov zalivzaliv

�� William William BaffinBaffin je l. 1616 odkril je l. 1616 odkril BaffinovBaffinov zaliv in plul do 77°45’ Nzaliv in plul do 77°45’ N

Page 16: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Zemljevid Arktike Willema Barentsza, objavljen l. 1599. Vir: http://en.wikipedia.org/wiki/Willem_Barents

Page 17: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

�� odprave Williama odprave Williama EdwardaEdwarda ParryjaParryja::�� 18191819--1820: prepotoval več kot polovico severozahodnega prehoda1820: prepotoval več kot polovico severozahodnega prehoda�� l. 1825 dosegel 82°45’ N severno od l. 1825 dosegel 82°45’ N severno od SvalbardaSvalbarda (najseverneje do leta 1874!)(najseverneje do leta 1874!)

�� odprava Johna Franklina (1845odprava Johna Franklina (1845--1848):1848):�� cilj severozahodni prehodcilj severozahodni prehod�� člani odprave so prvo zimo (1845/46) preživeli na otoku člani odprave so prvo zimo (1845/46) preživeli na otoku BeecheyBeechey�� ladji je septembra 1846 popolnoma ladji je septembra 1846 popolnoma ukleniluklenil led in od takrat nista več pluli; naslednji led in od takrat nista več pluli; naslednji

dve leti so člani odprave preživeli na otoku kralja Williamadve leti so člani odprave preživeli na otoku kralja Williama�� postopoma so umirali zaradi mraza, lakote, zastrupitve s svincempostopoma so umirali zaradi mraza, lakote, zastrupitve s svincem in bolezni in bolezni

(pljučnica, tuberkuloza, skorbut), prisoten je bil tudi kanibali(pljučnica, tuberkuloza, skorbut), prisoten je bil tudi kanibalizemzem�� obsežne iskalne akcije po letu 1848obsežne iskalne akcije po letu 1848

�� ElishaElisha Kane l. 1853 poroča, da v Kane l. 1853 poroča, da v KennedyjevemKennedyjevem kanalu v kanalu v NaresoviNaresovi ni leduni ledu�� avstrijskoavstrijsko--madžarska polarna madžarska polarna ekspedicijaekspedicija (1872(1872--1874): 1874):

�� člani odprave predvsem Istrani in Dalmatincičlani odprave predvsem Istrani in Dalmatinci�� konec avgusta 1872 je ladja konec avgusta 1872 je ladja TegetthoffTegetthoff obstala v strnjenem ledu severno od Nove obstala v strnjenem ledu severno od Nove

zemlje zemlje –– premikajoči se led jih je nesel do otočja Zemlje Franca Jožefa premikajoči se led jih je nesel do otočja Zemlje Franca Jožefa ((odkitjeodkitje))�� šele 14. avgusta 1874 je šele 14. avgusta 1874 je ekspedicijaekspedicija na čolnih dosegla odprto morjena čolnih dosegla odprto morje

�� britanska arktična britanska arktična ekspedicijaekspedicija pod poveljstvom pod poveljstvom GeorgaGeorga NaresaNaresa (1875(1875--1876) 1876) prvič prepluje prvič prepluje NaresovoNaresovo ožino med Grenlandijo in ožino med Grenlandijo in EllesmeromEllesmerom

Page 18: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Zemljevid verjetne Franklinove poti (1845-1846). Vir: http://en.wikipedia.org/wiki/Franklin%27s_lost_expedition

Page 19: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Zemljevid Arktike iz leda 1807. Vir: https://www.raremaps.com/gallery/detail/18135/Countries_Surrounding_the_North_Pole_1807/Wilkes.html

Zemljevid Arktike iz leta 1855. Vir: https://www.raremaps.com/gallery/detail/5619/Northern_Regions/Colton.html

Page 20: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

�� odprava z ladjo odprava z ladjo Vega (1878Vega (1878--1880):1880):�� prvo obkroženje prvo obkroženje

EvrazijeEvrazije

�� 28. septembra 1878 28. septembra 1878 je ladjo zaustavil je ladjo zaustavil led v led v ČukotskemČukotskemmorjumorju

�� 16. julija 1879 so 16. julija 1879 so ponovno odpluli iz ponovno odpluli iz ČukotskegaČukotskega morja, morja, čez dva dni čez čez dva dni čez Beringov prelivBeringov preliv

Pot ladje Vega (1878-79). Vir: http://en.wikipedia.org/wiki/Nils_Nordenskjold

Page 21: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

�� odprava z ladjo USS odprava z ladjo USS JeannetteJeannette::�� začetek arktične začetek arktične

odprave v zalivu Sv. odprave v zalivu Sv. Lovrenca 27.8.1879Lovrenca 27.8.1879

�� v septembru je ladjo v septembru je ladjo ukleniluklenil led pri otoku led pri otoku VrangeljaVrangelja

�� 21 mesecev je ledeni 21 mesecev je ledeni pokrov nosil ladjo pokrov nosil ladjo proti SZ, proti proti SZ, proti severnemu polusevernemu polu

�� 12. junija 1881 se je 12. junija 1881 se je ladja pri ladja pri BennettovemBennettovemotoku zaradi pritiska otoku zaradi pritiska ledu potopila, del ledu potopila, del posadke se je rešil v posadke se je rešil v delti Lenedelti Lene

�� čez nekaj let so čez nekaj let so ostanke ladje našli na ostanke ladje našli na JZ obali GrenlandijeJZ obali Grenlandije

Zemljevid Arktike iz leta 1874. Vir: https://www.raremaps.com/gallery/detail/19461/Region_Arctique/Vivien%20de%20Saint-Martin.html

Page 22: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Pot ladje Fram (1893-1896). Vir: http://www.fram.museum.no/en/default.asp?page=142

�� norveška polarna odprava z ladjo Fram norveška polarna odprava z ladjo Fram (1893(1893--1896):1896):�� verjetno najtrdnejša lesena ladja vseh časov, verjetno najtrdnejša lesena ladja vseh časov,

prirejena za “plutje” po zaledenelih morjihprirejena za “plutje” po zaledenelih morjih�� povod za odpravo: ostanki ladje Jeannette, ki je povod za odpravo: ostanki ladje Jeannette, ki je

po mnenju Nansna morala pluti čez osrednji del po mnenju Nansna morala pluti čez osrednji del ArktikeArktike

�� 22. septembra 1893 je ladja pri Severni zemlji 22. septembra 1893 je ladja pri Severni zemlji nasedla na led in šele 13. avgusta 1896 prišla na nasedla na led in šele 13. avgusta 1896 prišla na odprto morjeodprto morje

�� ladja je dosegla severno širino 85°57’ (16. ladja je dosegla severno širino 85°57’ (16. oktober 1895), Nansen in Johansen pa na oktober 1895), Nansen in Johansen pa na smučeh 86°14’ (9. april 1895)smučeh 86°14’ (9. april 1895)

Ladja Fram. Vir: NOAA

Page 23: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

�� ruska polarna odprava 1900ruska polarna odprava 1900--1903:1903:�� avgusta 1901 je ladja avgusta 1901 je ladja ZaryaZarya

obtičala v ledu v morju obtičala v ledu v morju LaptevovLaptevovna poti proti na poti proti NovosibirskimNovosibirskimotokom, v letu 1902 so zapustili otokom, v letu 1902 so zapustili ladjo, ker je niso rešili iz objema ladjo, ker je niso rešili iz objema leduledu

�� ZieglerjevaZieglerjeva polarna odprava 1903polarna odprava 1903--1905:1905:�� s sanmi in psi proti polu z Zemlje s sanmi in psi proti polu z Zemlje

Franca JožefaFranca Jožefa�� težave so spomladi 1904 težave so spomladi 1904

povzročale odprtine v ledupovzročale odprtine v ledu�� prvo prvo preplutjepreplutje severozahodnega severozahodnega

prehoda (prehoda (AmundsenAmundsen, 1903, 1903--1906):1906):�� BaffinovBaffinov zaliv zaliv –– NomeNome (Aljaska)(Aljaska)�� Majhna 47Majhna 47--tonska ladja tonska ladja GjoaGjoa

(ponekod je bila voda v prehodu (ponekod je bila voda v prehodu globoka le 1 meter)globoka le 1 meter)

�� BaffinBaffin BayBay –– LancasterLancaster SoundSound ––PeelPeel SoundSound –– James James RossRoss ––SimpsonSimpson StraintStraint –– RaeRae StraitStrait ––BeuafortovoBeuafortovo morje morje –– EagleEagle CityCity --NomeNome

Severozahodni prehod – Amundsenova pot in stanje morskega ledu 10. avgusta 2008. Vir: http://nsidc.org/images/arcticseaicenews/20080811_Figure4.jpg

Page 24: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Doba satelitskih meritevDoba satelitskih meritev

�� za določanje koncentracije in površine ledu v rabi največ za določanje koncentracije in površine ledu v rabi največ pasivne pasivne mikrovalnemikrovalne meritvemeritve

�� prednost prednost mikrovalnihmikrovalnih meritev je manjši vpliv ozračja kot za meritev je manjši vpliv ozračja kot za vidne ali IR meritve, slabost je slaba krajevna ločljivostvidne ali IR meritve, slabost je slaba krajevna ločljivost

�� prve tovrstne meritve l. 1972 (ESMR/prve tovrstne meritve l. 1972 (ESMR/NimbusNimbus 5)5)�� od l. 1979 operativne meritve: SSM/I (1987od l. 1979 operativne meritve: SSM/I (1987--2003), SMMR 2003), SMMR

(1978(1978--1987) in AMSR (2002→)1987) in AMSR (2002→)�� različni algoritmi za izračun koncentracije ledu, osnova različni algoritmi za izračun koncentracije ledu, osnova

razmerje signalov (npr. NASA Team: 19V/19H, 19V/37V)razmerje signalov (npr. NASA Team: 19V/19H, 19V/37V)�� mikrovalovno sevanje površja odvisen od tipa površja:mikrovalovno sevanje površja odvisen od tipa površja:

�� voda: močno voda: močno polariziranopolarizirano, šibko sevanje, šibko sevanje�� enoletni led: šibko enoletni led: šibko polariziranopolarizirano, močno sevanje, močno sevanje�� večletni led: sevanje po lastnostih nekje med vodo in enoletnim večletni led: sevanje po lastnostih nekje med vodo in enoletnim

ledomledom�� moteči faktorji:moteči faktorji:

�� snežna odejasnežna odeja�� kopnokopno�� vlažno ali oblačno ozračje, zlasti pa padavinevlažno ali oblačno ozračje, zlasti pa padavine

�� poseben problem so območja s tankim poseben problem so območja s tankim novonastalimnovonastalim ledom, ledom, južnim snegom in območja stoječe vode na ledenih ploščahjužnim snegom in območja stoječe vode na ledenih ploščah

Satelit Aqua. Vir: NASA

Primer izračuna koncentracije ledu z metodo Bootstrap. Vir: http://science.natice.noaa.gov/bootstrap.htm

Page 25: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Izračunana koncentracija morskega ledu na Arktiki 25. 11. 2008 s pomočjo meritev inštrumenta AMSR-E. Vir: Polar View, Universität Bremen, http://iup.physik.uni-bremen.de:8084/amsr/amsre.html (prikazana slika je prirejena različica originala)

Page 26: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

�� najtočnejše meritve v jasnem najtočnejše meritve v jasnem vremenu so v vidnem delu vremenu so v vidnem delu spektra spektra

�� polarnopolarno--orbitalna satelita orbitalna satelita TerraTerra (od decembra 1999) in (od decembra 1999) in AquaAqua (od maja 2002) (od maja 2002) uporabljata inštrument uporabljata inštrument MODIS (MODIS (angang. . ““ModerateModerateResolutionResolution ImagingImagingSpectroradiometerSpectroradiometer””):):�� 36 kanalov od 0,4 do 14,4 36 kanalov od 0,4 do 14,4

mikrometramikrometra�� ločljivost od 250 do 1000 mločljivost od 250 do 1000 m�� pokrijeta celo Zemljo v enem pokrijeta celo Zemljo v enem

do dveh dnehdo dveh dneh�� krožna tirnica na višini 705 kmkrožna tirnica na višini 705 km�� predvidena življenjska doba 6 predvidena življenjska doba 6

letlet

Satelitski posnetek vzhodne obale Grenlandije (Terra). Avtorske pravice: MODIS Rapid Response Project at NASA/GSFC

Page 27: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Pretekle spremembe morskega ledu Pretekle spremembe morskega ledu -- opisopis

�� pred satelitskimi slikami na voljo le občasno ladijske in pred satelitskimi slikami na voljo le občasno ladijske in letalske meritve ter obalna opazovanja letalske meritve ter obalna opazovanja –– možna le delna možna le delna rekonstrukcija dejanskega obsega ledu, v veliko pomoč rekonstrukcija dejanskega obsega ledu, v veliko pomoč so modeliso modeli

�� natančnost satelitskih meritev koncentracije ledu ~5 %natančnost satelitskih meritev koncentracije ledu ~5 %�� velika krajevna spremenljivost morskega ledu zaradi velika krajevna spremenljivost morskega ledu zaradi

spremenjenih tokov in kroženja v ozračjuspremenjenih tokov in kroženja v ozračju�� v 19. stoletju vsaj v Atlantiku verjetno več ledu kot v v 19. stoletju vsaj v Atlantiku verjetno več ledu kot v

20. stoletju20. stoletju�� močan močan BeaufortovBeaufortov vrtinec v obdobju 1979vrtinec v obdobju 1979--1988, šibek 1988, šibek

BeaufortovBeaufortov vrtinec 1989vrtinec 1989--1996 (več ledu skozi 1996 (več ledu skozi FramovaFramovavrata)vrata)

Page 28: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Obseg morskega arktičnega ledu po sezonah 1900-2007. Vir: Cryosphere Today

Page 29: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Odklon v površini morskega arktičnega ledu – satelitske meritve. Vir: Cryosphere Today

Page 30: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

�� poleg površine pomembna tudi debelina ledu:poleg površine pomembna tudi debelina ledu:�� meritve s sonarji, sateliti, laserji na letalihmeritve s sonarji, sateliti, laserji na letalih�� velika časovna spremenljivost na enem kraju zaradi velika časovna spremenljivost na enem kraju zaradi advekcijeadvekcije�� iz meritev ni možno izluščiti jasnih trendov v zadnjih dveh deseiz meritev ni možno izluščiti jasnih trendov v zadnjih dveh desetletjihtletjih�� modelskemodelske simulacije, ki se medsebojno razlikujejosimulacije, ki se medsebojno razlikujejo�� v osrednji Arktiki se je debelina od poznih 80. let zmanjšala dov osrednji Arktiki se je debelina od poznih 80. let zmanjšala do 1 m: 1 m:

�� najbolj od najbolj od ČukotskegaČukotskega morja prek Kanadskega morja prek Kanadskega arhipelagaarhipelaga do severne do severne GrenlandijeGrenlandije

�� najmanj v morju najmanj v morju LaptevovLaptevov in in VzhodnosibirskemVzhodnosibirskem morjumorju�� večinoma se je stanjšal narinjen ledvečinoma se je stanjšal narinjen led�� od leta 1989 dalje se je podaljšala talilna sezonaod leta 1989 dalje se je podaljšala talilna sezona

�� pomembna so pomembna so večdesetletnavečdesetletna nihanjanihanja

�� maksimum debeline ledu leta 1966 posledica manjšega poletnega maksimum debeline ledu leta 1966 posledica manjšega poletnega taljenja, maksimum leta 1987 posledica manjše taljenja, maksimum leta 1987 posledica manjše advekcijeadvekcije

Page 31: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Pretekle spremembe morskega ledu Pretekle spremembe morskega ledu -- vzrokivzroki

�� najverjetnejši vzroki za zmanjšanje obsega najverjetnejši vzroki za zmanjšanje obsega ledu v zadnjih desetletjih:ledu v zadnjih desetletjih:�� postopno zviševanje temperature (tanjši postopno zviševanje temperature (tanjši

enoletni let na začetku poletja)enoletni let na začetku poletja)�� “neugodni” indeksi AO, PDO, WAT “neugodni” indeksi AO, PDO, WAT

(nekaj let) od 1989 dalje (izguba starega (nekaj let) od 1989 dalje (izguba starega ledu iz Arktike, večanje odprtega morja ledu iz Arktike, večanje odprtega morja poleti)poleti)

�� večja večja absorbcijaabsorbcija svetlobe poleti → svetlobe poleti → močnejše taljenje, toplejša voda → več močnejše taljenje, toplejša voda → več enoletnega ledu se stali do konca poletjaenoletnega ledu se stali do konca poletja

�� za spremembe od leta 1989 dalje je za spremembe od leta 1989 dalje je večinoma kriva večinoma kriva albedoalbedo pozitivna povratna pozitivna povratna zankazanka

�� že konec 80. let bi lahko bila prelomna že konec 80. let bi lahko bila prelomna točka (točka (LindsayLindsay in in ZhangZhang, 2005), 2005)

�� eden od možnih vzrokov za nihanje v eden od možnih vzrokov za nihanje v obsegu arktičnega morskega ledu so tudi obsegu arktičnega morskega ledu so tudi industrijske saje (višek l. 1908, visok nivo industrijske saje (višek l. 1908, visok nivo od konca 19. do sredine 20. stoletja)od konca 19. do sredine 20. stoletja)

Povprečna temperatura zraka na Arktiki, 1880-2006. Vir: http://www.cru.uea.ac.uk/cru/data/temperature/

Povprečna temperatura zraka po letnih časih 1948-2003 iz reanliz NCEP/NCAR. Vir: Lindsay in Zhang, 2005

Page 32: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Vpliv pozitivne (levo) in negativne (desno) faze AO na vreme na severni polobli. Avtorske pravice: J. Wallace, University of Washington

AO indeks november-marec, 1950-2008. Vir: http://www.arctic.noaa.gov/detect/climate-ao.shtml

�� AO (AO (angang. . ““ArcticArcticOscillationOscillation””) ) –– prva glavna prva glavna komponenta polja komponenta polja zračnega pritiska nad zračnega pritiska nad severno polobloseverno poloblo

�� PDO (PDO (angang. . ““PacificPacific DecadalDecadalOscillationOscillation””) ) –– prva prva empirična ortogonalna empirična ortogonalna funkcija polja površinske funkcija polja površinske temperature severnega temperature severnega Tihega oceanaTihega oceana

�� med negativno fazo PDO med negativno fazo PDO in pozitivno AO okoli leta in pozitivno AO okoli leta 1990 se je spremenil 1990 se je spremenil BeaufortovBeaufortov vrtinec → vrtinec → povečanje odprtega morja povečanje odprtega morja v v BeaufortovemBeaufortovem morjumorju

Page 33: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

�� WAT (WAT (angang. . ““westwest--arcticarctic transporttransport) ) -- indeks, ki opiše indeks, ki opiše premikanje ledu v premikanje ledu v BeaufortovemBeaufortovem morju in okolici morju in okolici ((MaslanikMaslanik in sod., 2007)in sod., 2007)

�� rekonstrukcija premikanja ledu na podlagi 99 rekonstrukcija premikanja ledu na podlagi 99 tipov polja zračnega pritiska nad Arktiko in tipov polja zračnega pritiska nad Arktiko in okolicookolico

�� za obdobje satelitskih meritev so za vsak tip polja za obdobje satelitskih meritev so za vsak tip polja zračnega pritiska izračunali zračnega pritiska izračunali povppovp. polje vektorjev . polje vektorjev hitrosti ledu → rekonstrukcija premikanja ledu hitrosti ledu → rekonstrukcija premikanja ledu pred 1978pred 1978

�� indeks WAT dobro pojasni indeks WAT dobro pojasni primankljajprimankljaj ledu po ledu po 19891989

Dva tipa polja zračnega pritiska in pripadajoči vektorji hitrosti ledu. Vir: Maslanik in sod., 2007

WAT indeks za obdobje 1948-2004. Vir: Maslanik in sod., 2007

Page 34: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Pretekle spremembe morskega ledu Pretekle spremembe morskega ledu -- modelimodeli

�� podcenjujejo trend podcenjujejo trend zmanjševanja obsega zmanjševanja obsega arktičnega morskega ledu arktičnega morskega ledu od leta 1953 naprejod leta 1953 naprej

�� noben član noben član ansambelskeansambelskenapovedi iz modelov, napovedi iz modelov, uporabljenih v IPCC, ne uporabljenih v IPCC, ne daje izmerjenega daje izmerjenega septembrskega trenda septembrskega trenda --7,8 %/100 let za obdobje 7,8 %/100 let za obdobje 19531953--20062006

Primerjava napovedi in meritev septembrskega obsega ledu. Ilustracija: Steve Deyo, Avtorske pravice: UCAR, na podlagi raziskav NSIDC in NCAR, Vir: www.ucar.edu/news/releases/2007/seaice.shtml

Page 35: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Izjemni minimum leta 2007Izjemni minimum leta 2007

�� površina arktičnega ledu je v septembru dosegla 3,0 milijona kmpovršina arktičnega ledu je v septembru dosegla 3,0 milijona km2 2 ((CryosphereCryosphereTodayToday)), obseg pa 4,1 milijona km, obseg pa 4,1 milijona km22 (NSIDC) (NSIDC) –– daleč pod prejšnjim rekordom daleč pod prejšnjim rekordom iz l. 2005iz l. 2005

�� predpogoj: manjši in tanjši ledeni pokrov iz prejšnjih letpredpogoj: manjši in tanjši ledeni pokrov iz prejšnjih let�� ekstremen minimum posledica več faktorjev:ekstremen minimum posledica več faktorjev:

�� prevlada južnih vetrov poleti (taljenje, narivanje ledu proti kaprevlada južnih vetrov poleti (taljenje, narivanje ledu proti kanadski strani)nadski strani)�� okrepljen okrepljen čezarktičničezarktični tok (zlasti avgusta in septembra)tok (zlasti avgusta in septembra)�� albedoalbedo--povratna zanka, zlasti avgusta in septembra (ogreta morska voda povratna zanka, zlasti avgusta in septembra (ogreta morska voda tali led od tali led od

spodaj in od strani)spodaj in od strani)�� nenavadno jasno vreme spomladi in poleti (zlasti v pacifiškem denenavadno jasno vreme spomladi in poleti (zlasti v pacifiškem delu, lu, povačanopovačano

kratkovalovno sevanje do 40 W/m^2)kratkovalovno sevanje do 40 W/m^2)�� povečana izguba mase posledica povečanega taljenja (70 % povečana izguba mase posledica povečanega taljenja (70 % -- pomembno zlasti pomembno zlasti

v avgustu in septembru) in v avgustu in septembru) in advekcijeadvekcije (30 % (30 % -- pomembna do julija)pomembna do julija)�� prostornina ledu se je zmanjšala za 570 kmprostornina ledu se je zmanjšala za 570 km33

�� nekaj ledu so tokovi narinili proti Kanadskemu arktičnemu nekaj ledu so tokovi narinili proti Kanadskemu arktičnemu arhipelaguarhipelagu in in Grenlandiji, nekaj so potisnili skozi Grenlandiji, nekaj so potisnili skozi FramovaFramova vratavrata

�� nekateri menijo, da gre za naravno spremenljivost in ne za dramanekateri menijo, da gre za naravno spremenljivost in ne za dramatično tično zmanjšanje površinezmanjšanje površine

Page 36: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Del “avtopsije” minimuma 2007. Vir: reanalize NCEP, http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/2007-MINIMUM-AUTOPSY/

Page 37: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Primerjava obsega ledu ob minimumu v letih 2005 in 2007. Vir: NSIDC

Page 38: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Potek leta 2008 Potek leta 2008 –– izboljšanje ali poslabšanje?izboljšanje ali poslabšanje?

�� spomladi 2008 je bila narejena študija z spomladi 2008 je bila narejena študija z ansambelskoansambelsko napovedjo (napovedjo (ZhangZhang in in sod., 2008):sod., 2008):�� vreme v vreme v ansambelskiansambelski napovedi letni poteki 2001napovedi letni poteki 2001--2007 (oktober2007 (oktober--september)september)�� stanjšanje ledu do 1,2 m v kanadskem delu Arktikestanjšanje ledu do 1,2 m v kanadskem delu Arktike�� nov močan padec v obsegu v letu 2008 ni verjetennov močan padec v obsegu v letu 2008 ni verjeten�� vsaj 50 % verjetnost za sočasno odprtje severne morske poti in svsaj 50 % verjetnost za sočasno odprtje severne morske poti in severozahodnega everozahodnega

prehodaprehoda�� večji obseg, a v povprečju manjša debelina ledu kot 2007, zlastivečji obseg, a v povprečju manjša debelina ledu kot 2007, zlasti na kanadski na kanadski

strani Arktike:strani Arktike:�� l. 2008 manj ledu v l. 2008 manj ledu v BeaufortovemBeaufortovem in Grenlandskem ter v bližini Severne zemljein Grenlandskem ter v bližini Severne zemlje�� l. 2007 manj ledu na sibirski strani Arktike in vzhodno od l. 2007 manj ledu na sibirski strani Arktike in vzhodno od SvalbardaSvalbarda

�� razlogi za večji obseg kot leta 2007:razlogi za večji obseg kot leta 2007:�� v splošnem hladnejše poletjev splošnem hladnejše poletje�� manjša stopnja narivanja ledu zaradi drugačnih vetrovmanjša stopnja narivanja ledu zaradi drugačnih vetrov

�� prvič od začetka satelitskih meritev odprti glavni plovni poti čprvič od začetka satelitskih meritev odprti glavni plovni poti čez Arktiko: ez Arktiko: severozahodni prehod in severna morska potseverozahodni prehod in severna morska pot

Page 39: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Taljenje in razpadanje ledenega pokrova v Beaufortovem morju, 8. 7. 2008. Avtorske pravice: MODIS Rapid Response Project at NASA/GSFC

Page 40: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Časovni potek obsega ledu v letih 2008 in 2007 ter dolgoletno povprečje. Vira: http://nsidc.org/arcticseaicenews/2008/100208.html ,http://nsidc.org/arcticseaicenews/index.html

Page 41: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Primerjava obsega ledu ob minimumu v letih 2007 (temno sivo) in 2008 (belo). Vir: NSIDC

Page 42: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Odklon povprečne temperature zraka pri tleh v obdobju april-avgust 2008 na severni polobli. Vir: http://www.cdc.noaa.gov/Composites/Day/

Page 43: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Premik ledu v avgustu 2007 in 2008. Vir: NSIDC

Page 44: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Starost ledu ob koncu talilne sezone v letih 2007 in 2008. Vir: NSIDC

Page 45: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Napovedi za prihodnost Napovedi za prihodnost -- podnebjepodnebje

�� razumevanje polarnega podnebnega sistema nepopolno zaradi razumevanje polarnega podnebnega sistema nepopolno zaradi zapletene odvisnosti med posameznimi členi (morjem, ozračjem, zapletene odvisnosti med posameznimi členi (morjem, ozračjem, kopnim, morskim ledom, ekosistemi), pomanjkanja podatkov in kopnim, morskim ledom, ekosistemi), pomanjkanja podatkov in velike naravne spremenljivostivelike naravne spremenljivosti

�� nezadostna krajevna ločljivost modelov zlasti za planetarno nezadostna krajevna ločljivost modelov zlasti za planetarno mejno plast, oblake in morski led (mejno plast, oblake in morski led (podmrežnipodmrežni procesi)procesi)

�� dvig temperature zraka pri tleh v 21. stoletju:dvig temperature zraka pri tleh v 21. stoletju:�� največ pozimi (in jeseni za Arktični ocean)največ pozimi (in jeseni za Arktični ocean)�� najmanjši poletinajmanjši poleti�� majhna sprememba v severnem Atlantikumajhna sprememba v severnem Atlantiku�� velika negotovost v stopnji ogrevanja; do konca 21. stoletja vervelika negotovost v stopnji ogrevanja; do konca 21. stoletja verjetno ~5 jetno ~5

°C (scenarij A1B) glede na prvo polovico 20. stol.°C (scenarij A1B) glede na prvo polovico 20. stol.

�� povečanje padavin za ~5% za vsako °C temperaturnega dvigapovečanje padavin za ~5% za vsako °C temperaturnega dviga�� nejasna sprememba nejasna sprememba jakostijakosti vremenskih ekstremov in oceanske vremenskih ekstremov in oceanske

cirkulacije (čeprav večina modelov napoveduje slabljenje cirkulacije (čeprav večina modelov napoveduje slabljenje severnoatlantskega toka)severnoatlantskega toka)

Page 46: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Modelska napoved dviga temperature v 21. stoletju (oranžno) za scenarij A1B. Moder, oranžen in rdeč stolpec predstavljajo razpon napovedane povprečne temperature za zadnje desetletje 21. stol po scenarijih B1, A1B in A2. Vir: IPCC AR4 (WG1/poglavje 11)

Page 47: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Modelska napoved spremembe v letnem hodu padavin in temperature med obdobjema 2080-2099 in 1980-1999 za scenarij A1B. Debela črta – mediana ansambelske napovedi, temno siva –25.-75. percentil, svetlo siva – celoten razpon napovedi. Vir: IPCC AR4 (WG1/poglavje 11)

Page 48: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

�� modeli sedanje generacije niso sposobni zelo dobro modeli sedanje generacije niso sposobni zelo dobro opisati spreminjanja v površini morskega ledu, tako da opisati spreminjanja v površini morskega ledu, tako da je napovedi treba jemati z rezervoje napovedi treba jemati z rezervo

�� večina modelov kaže postopno zmanjševanje obsega večina modelov kaže postopno zmanjševanje obsega morskega ledu, zlasti poletimorskega ledu, zlasti poleti

�� led se bo najhitreje tanjšal tam, kjer je sedaj najdebelejšiled se bo najhitreje tanjšal tam, kjer je sedaj najdebelejši�� povečal se bo prenos toplote iz Tihega in Atlantskega v povečal se bo prenos toplote iz Tihega in Atlantskega v

Arktični oceanArktični ocean�� po minimumu 2007 so se začele napovedi oz. po minimumu 2007 so se začele napovedi oz.

špekulacije, da bi lahko morski led na Arktiki postal špekulacije, da bi lahko morski led na Arktiki postal sezonski že v nekaj letih oz. pred letom 2050sezonski že v nekaj letih oz. pred letom 2050

Napovedi za prihodnost Napovedi za prihodnost –– morski ledmorski led

Page 49: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Obseg morskega ledu na severni polobli: modelske “napovedi” (IPCC AR4) in satelitske meritve (rdeče). Vir: http://www.realclimate.org/index.php/archives/2007/01/arctic-sea-ice-decline-in-the-21st-century/

Page 50: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Točka brez vrnitve?Točka brez vrnitve?

�� točka preskoka (točka preskoka (angang. . ““tippingtipping pointpoint””), element preskoka (), element preskoka (angang. . ““tipingtiping element”element”))

�� točka preskoka: kritična točka, kjer sistem (element preskoka) točka preskoka: kritična točka, kjer sistem (element preskoka) preskoči iz enega v drugo stabilno stanjepreskoči iz enega v drugo stabilno stanje

�� “točka brez vrnitve” pomeni, da element preskoka vztraja dalj “točka brez vrnitve” pomeni, da element preskoka vztraja dalj časa v novem ravnovesnem stanjučasa v novem ravnovesnem stanju

�� predpogoj: vsaj ena pozitivna povratna zanka (recimo led predpogoj: vsaj ena pozitivna povratna zanka (recimo led ((albedoalbedo))--temperatura)temperatura)

�� primeri iz preteklosti točk preskoka:primeri iz preteklosti točk preskoka:�� snežna kepa Zemlja (700 milijonov let p.n.š.)snežna kepa Zemlja (700 milijonov let p.n.š.)�� paleocenskopaleocensko--eocenskieocenski temptemp. maksimum (55 milijonov let p.n.š.). maksimum (55 milijonov let p.n.š.)�� HeinrichoviHeinrichovi in in DansgaardDansgaard--OeschgerjeviOeschgerjevi dogodki (zadnja ledena doba)dogodki (zadnja ledena doba)�� ohladitev v mlajšem ohladitev v mlajšem dryasdryas--u (~14.500 let nazaj)u (~14.500 let nazaj)�� podnebni skok pred 8.200 letipodnebni skok pred 8.200 leti�� izsušitev Sahare (3000 let p.n.š.)izsušitev Sahare (3000 let p.n.š.)

Page 51: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Koncentracija kisikovega izotopa 18 v ledenih vzorcih na GrenlanKoncentracija kisikovega izotopa 18 v ledenih vzorcih na Grenlandiji in Dansgaarddiji in Dansgaard--Oeschgerjevi Oeschgerjevi dogodki. Vir: http://www.ig.utexas.edu/people/staff/charles/abrudogodki. Vir: http://www.ig.utexas.edu/people/staff/charles/abrupt_climate_change.htmpt_climate_change.htm

Page 52: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Podnebne spremembe ob podnebnem skoku pred 8.200 leti. Vir: http://www.ncdc.noaa.gov/paleo/abrupt/data5.html, Morrill, C. and Jacobsen, R.M. 2005. How widespread were climate anomalies 8200 years ago? Geophysical Research Letters 32: L1970.

Page 53: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

�� mogoči elementi preskoka v prihodnosti:mogoči elementi preskoka v prihodnosti:�� grenladskigrenladski ledeni pokrovledeni pokrov�� zahodnoantarktičnizahodnoantarktični ledeni pokrovledeni pokrov�� atlantska atlantska termohalinatermohalina cirkulacijacirkulacija�� ENSOENSO�� amazonski pragozdamazonski pragozd�� SaharaSahara�� indijski monsunindijski monsun�� borealniborealni gozdgozd�� arktični morski ledarktični morski led�� metanmetan--hidrat v hidrat v permafrostupermafrostu in na dnu oceanovin na dnu oceanov

�� pomembne so interakcije med elementi preskoka pomembne so interakcije med elementi preskoka –– možen možen “domino efekt”“domino efekt”

�� več pozitivnih povratnih zank med elementi preskoka kot več pozitivnih povratnih zank med elementi preskoka kot negativnihnegativnih

�� večina preskokov bi gospodarstvu in človeštvu povzročila veliko večina preskokov bi gospodarstvu in človeštvu povzročila veliko škodo in veliko žrtevškodo in veliko žrtev

�� možno je predvideti preskok, a le če imamo dovolj dolg niz možno je predvideti preskok, a le če imamo dovolj dolg niz podatkovpodatkov

Page 54: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

�� v nekaterih simulacijah po scenariju A1B se v nekaterih simulacijah po scenariju A1B se kažejo nekajletni preskoki v septembrskem kažejo nekajletni preskoki v septembrskem obsegu ledu v obdobju 2010obsegu ledu v obdobju 2010--2050:2050:�� glavni vzrok za preskoke je pozitivna povratna zanka glavni vzrok za preskoke je pozitivna povratna zanka (več vodnih površin → večja (več vodnih površin → večja absorbcijaabsorbcijakratkovalovnega sevanja → segrevanje vode → kratkovalovnega sevanja → segrevanje vode → pospešeno taljenje ledu → več vodnih površin…)pospešeno taljenje ledu → več vodnih površin…)

�� povod je verjetno povečan prenos toplote iz povod je verjetno povečan prenos toplote iz Arktičnega oceana proti površju (povečan dovod Arktičnega oceana proti površju (povečan dovod toplote iz okoliških morij in oceanov)toplote iz okoliških morij in oceanov)

Page 55: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Zgoraj: obseg morskega ledu na severni polobli v septembru modela: en zagon v modelu CCMS3 in meritve (rdeče); spodaj: karta septembrske koncentracije ledu za izbrane dekade. Vir.RealClimate (http://www.realclimate.org ), http://www.cgd.ucar.edu/oce/mholland/abrupt_ice/holland_etal.pdf

Page 56: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

Viri in literaturaViri in literatura

�� http://en.http://en.wikipediawikipedia..orgorg//wikiwiki//SeaSea__iceice�� http://en.http://en.wikipediawikipedia..orgorg//wikiwiki//ArcticArctic�� http://en.wikipedia.org/wiki/Arctichttp://en.wikipedia.org/wiki/Arctic�� http://en.http://en.wikipediawikipedia..orgorg//wikiwiki/List_/List_ofof__ArcticArctic__expeditionsexpeditions�� http://en.wikipedia.org/wiki/Polar_explorationhttp://en.wikipedia.org/wiki/Polar_exploration�� BlogBlog RealClimateRealClimate, , http://www.realclimate.org/http://www.realclimate.org/�� LentonLenton T. M., 2007. T. M., 2007. TippingTipping pointspoints in in EarthEarth systemsystem, dosegljivo na , dosegljivo na

http://researchpages.net/ESMG/people/timhttp://researchpages.net/ESMG/people/tim--lenton/tippinglenton/tipping--points/points/ (26.11.2008)(26.11.2008)�� O.M. O.M. JohannessenJohannessen, 2008. , 2008. DecreasingDecreasing ArcticArctic SeaSea IceIce MirrorsMirrors IncreasingIncreasing CO2 on CO2 on DecadalDecadal TimeTime ScaleScale. .

AtmosphericAtmospheric andand oceanicoceanic sciencescience lettersletters, vol. 1, no. 1, str. 51−56, vol. 1, no. 1, str. 51−56�� http://www.http://www.arcticarctic..noaanoaa..govgov//reportcardreportcard//indexindex.html.html�� http://modis.gsfc.nasa.gov/http://modis.gsfc.nasa.gov/�� http://www.iup.unihttp://www.iup.uni--bremen.de:8084/amsr/amsre.htmlbremen.de:8084/amsr/amsre.html�� http://wwwghcc.msfc.nasa.gov/AMSR/http://wwwghcc.msfc.nasa.gov/AMSR/�� http://eospso.gsfc.nasa.gov/ftp_docs/amsrhttp://eospso.gsfc.nasa.gov/ftp_docs/amsr--e.pdfe.pdf�� http://nsidc.org/data/http://nsidc.org/data/�� http://www.ncdc.noaa.gov/oa/satellite/ssmi/ssmiproducts.htmlhttp://www.ncdc.noaa.gov/oa/satellite/ssmi/ssmiproducts.html�� http://www.ncdc.noaa.gov/oa/satellite/ssmi/ssmisnowice.htmlhttp://www.ncdc.noaa.gov/oa/satellite/ssmi/ssmisnowice.html�� http://special.lib.gla.ac.uk/exhibns/month/sep2006.htmlhttp://special.lib.gla.ac.uk/exhibns/month/sep2006.html�� http://www.giacomobove.it/eng/spedizionehttp://www.giacomobove.it/eng/spedizione--nord.shtmlnord.shtml�� http://www.athropolis.com/map9.htmhttp://www.athropolis.com/map9.htm�� LindsayLindsay R. W., R. W., ZhangZhang J., 2005.J., 2005.TheThe ThinningThinning ofof ArcticArctic SeaSea IceIce, 1988, 1988––2003: 2003: HaveHave WeWe PassedPassed a a TippingTipping PointPoint? ?

JournalJournal ofof climateclimate, 18, str. 4879−4894, 18, str. 4879−4894� Maslanik J., Drobot S., Fowler C., Emery W., Barry R., 2007. On the Arctic climate paradox and the continuing

role of atmospheric circulation in affecting sea ice conditions, Geophysical research letters, vol. 34, L03711� Zhang J., Lindsay R., Steele M., Schweiger A., 2008. What drove the dramatic retreat of arctic sea ice during

summer 2007? Geophysical research letters, vol. 35, L11505� Holland M. M., Bitz C. M., TremblayB., 2006. Future abrupt reductions in the summer Arctic sea ice.

Geophysical research letters, vol. 33, L23503

Page 57: Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? · Arktični morski led 2007/08 –točka brez vrnitve? Predavanje za Slovensko meteorološko društvo Gregor Vertačnik Ljubljana,

�� McKennaMcKenna P., P., MeierMeier W. N., W. N., VanVan WoertWoert M. L, M. L, ChaseChase M., M., DedrickDedrick K., 2002. SSM/I K., 2002. SSM/I SeaSea IceIce AlgorithmAlgorithm InterInter--ComparisonComparison: : OperationalOperational CaseCase StudiesStudies fromfrom thethe NationalNational IceIce Center. IGARSS Center. IGARSS ProceedingsProceedings, INT1_A32_04, , INT1_A32_04, TorontoToronto, , CanadaCanada, , JuneJune 2424--28, 200228, 2002

�� ChristensenChristensen, J.H., B. , J.H., B. HewitsonHewitson, A. , A. BusuiocBusuioc, A. , A. ChenChen, X. , X. GaoGao, I. , I. HeldHeld, R. , R. JonesJones, R.K. , R.K. KolliKolli, W., W.--T. T. KwonKwon, R. , R. LapriseLaprise, V. , V. MagañaMagaña RuedaRueda, L. , L. MearnsMearns, C.G. , C.G. MenéndezMenéndez, J. , J. RäisänenRäisänen, A. , A. RinkeRinke, A. , A. SarrSarr andand P. P. WhettonWhetton, 2007: , 2007: RegionalRegional ClimateClimate ProjectionsProjections. In: . In: ClimateClimate ChangeChange 2007: 2007: TheThe PhysicalPhysical ScienceScience BasisBasis. . ContributionContribution ofof WorkingWorkingGroupGroup I to I to thethe FourthFourth AssessmentAssessment ReportReport ofof thethe IntergovernmentalIntergovernmental PanelPanel on on ClimateClimate ChangeChange [[SolomonSolomon, S., D. , S., D. QinQin, M. , M. ManningManning, Z. , Z. ChenChen, M. , M. MarquisMarquis, K.B. , K.B. AverytAveryt, M. , M. TignorTignor andand H.L. H.L. MillerMiller ((edseds.)]. Cambridge .)]. Cambridge UniversityUniversityPressPress, Cambridge, , Cambridge, UnitedUnited KingdomKingdom andand NewNew York, NY, USA.York, NY, USA.

�� MeehlMeehl, G.A., T.F. , G.A., T.F. StockerStocker, W.D. , W.D. CollinsCollins, P. , P. FriedlingsteinFriedlingstein, A.T. , A.T. GayeGaye, J.M. , J.M. GregoryGregory, A. , A. KitohKitoh, R. , R. KnuttiKnutti, J.M. , J.M. MurphyMurphy, A. , A. NodaNoda, S.C.B. , S.C.B. RaperRaper, I.G. , I.G. WattersonWatterson, A.J. , A.J. WeaverWeaver andand Z.Z.--C. C. ZhaoZhao, 2007: , 2007: GlobalGlobal ClimateClimateProjectionsProjections. In: . In: ClimateClimate ChangeChange 2007: 2007: TheThe PhysicalPhysical ScienceScience BasisBasis. . ContributionContribution ofof WorkingWorking GroupGroup I to I to thetheFourthFourth AssessmentAssessment ReportReport ofof thethe IntergovernmentalIntergovernmental PanelPanel on on ClimateClimate ChangeChange [[SolomonSolomon, S., D. , S., D. QinQin, M. , M. ManningManning, Z. , Z. ChenChen, M. , M. MarquisMarquis, K.B. , K.B. AverytAveryt, M. , M. TignorTignor andand H.L. H.L. MillerMiller ((edseds.)]. Cambridge .)]. Cambridge UniversityUniversity PressPress, , Cambridge, Cambridge, UnitedUnited KingdomKingdom andand NewNew York, NY, USA.York, NY, USA.

�� McConnellMcConnell R. E., R. E., KokKok G. L, G. L, FlannerFlanner M. G., M. G., ZenderZender C. S., C. S., SaltzmanSaltzman E. S., E. S., BantaBanta J. R., J. R., PasterisPasteris D. R., Carter M. D. R., Carter M. M., M., KahlKahl J. D. W., 2007. 20thJ. D. W., 2007. 20th--CenturyCentury IndustrialIndustrial BlackBlack CarbonCarbon EmissionsEmissions AlteredAltered ArcticArctic ClimateClimate ForcingForcing. . SciencexpresSciencexpres, sprejeto 31. julija 2007, na , sprejeto 31. julija 2007, na medmrežjumedmrežju objavljeno 9. objavljeno 9. augustaaugusta 2007; 10.1126/2007; 10.1126/sciencescience.1144856 / .1144856 / www.www.sciencexpresssciencexpress..orgorg

�� StroeveStroeve J., J., HollandHolland M. M., M. M., MeierMeier W., W., ScambosScambos T., T., SerrezeSerreze M., 2007. M., 2007. ArcticArctic seasea iceice declinedecline: : FasterFaster thanthan forecastforecast. . GeophysicalGeophysical researchresearch lettersletters, vol. 34, L09501, vol. 34, L09501

�� MeierMeier W. N., 2005. W. N., 2005. ComparisonComparison ofof PassivePassive MicrowaveMicrowave IceIce ConcentrationConcentration AlgorithmAlgorithm RetrievalsRetrievals WithWith AVHRR AVHRR ImageryImagery in in ArcticArctic PeripheralPeripheral SeasSeas. IEEE . IEEE transactionstransactions on on geosciencegeoscience andand remoteremote sensingsensing, vol. 43, no. 6, junij , vol. 43, no. 6, junij 20052005

�� PartingtonPartington K., K., FlynnFlynn T., T., LambLamb D., D., BertoiaBertoia C., C., DedrickDedrick K., 2003. Late K., 2003. Late twentiethtwentieth centurycentury NorthernNorthern HemisphereHemisphereseasea--iceice recordrecord fromfrom U.S. U.S. NationalNational IceIce Center Center iceice chartscharts JournalJournal ofof geophysicalgeophysical researchresearch, vol. 108, no. C11, , vol. 108, no. C11, pppp. . 7.17.1--7.9.7.9.

�� http://http://sciencescience..naticenatice..noaanoaa..govgov//seasea__iceice__retrretr_lin._lin.pdfpdf