Banquisa ártica en 1966 y 69 según los satélites Nimbus II y III

Hace un año dedicaba una entrada a un interesante artículo: Meier et al. 2013, New estimates of Arctic and Antarctic sea ice extent during September 1964 from recovered Nimbus I satellite imagery, The Cryosphere, 7, 699-705. Abstract, pdf.

En este artículo nos cuentan que han recuperado multitud de imágenes tomadas por el satélite meteorológico Nimbus I durante el mes de septiembre del año 1964, y las han utilizado para componer un mosaico del Ártico mostrando la extensión de la banquisa en ese momento. Existían algunas zonas sin imágenes, que se han completado mediante otras fuentes disponibles para aquellas fechas (mapas AARI del sector siberiano, y mapas de la colección Dehn para Alaska).

De este mosaico elaborado a partir de las imágenes captadas por el satélite Nimbus 1 se desprendería una extensión de la banquisa ártica en septiembre de 1964 situada en 6.9 millones de km2, muy similar a la media 1979-2000, e inferior a lo estimado para dicho año por las reconstrucciones más utilizadas de la extensión de la banquisa durante el siglo XX (Chapman&Walsh, HadISST ; en concreto HadISST estimaba 8.28 millones de km2).

(en negro: observaciones Nimbus I; en rojo: mapas del hielo en la zona de Alaska; en azul: mapas del hielo rusos; línea rosa: media 1979-2000 del NSIDC)

Hace algunas semanas, en una nota de prensa nos informaban de que el NSIDC ha concluido la digitalización y georeferenciación de las imágenes de los satélites Nimbus II y III para 1966 y 1969 respectivamente (accesibles aquí).

Desafortunadamente, aún están trabajando con ellas y al menos de momento no nos han podido proporcionar una estimación numérica de la extensión de la banquisa ártica en torno al mínimo anual de 1966 y 1969, tal como hicieron con 1964.

No obstante, a continuación podemos ver sendos mapas en los que se sintetizan las observaciones derivadas de los satélites Nimbus II y III, para la última semana de agosto del 66 y para mediados de septiembre del 69 (en rojo las observaciones fiables del borde del hielo, en verde observaciones aproximadas, en lila canales de agua abierta, y en amarillo hielo fragmentado):

nimbus ii arctic sea ice extent august 1966

nimbus iii arctic sea ice extent september 1969 polynya

Es difícil de estimar una extensión pero, aunque quizá algo mayores que la de 1964, tampoco aparentan irse mucho más allá de la media 1979-2000. Por tanto, parece que podríamos hablar de unas extensiones en septiembre de 1966 y 69 de entre 7 y 7.5 millones de km2, similares a las habituales durante los 70, 80 o incluso en algunos años de los 90, e inferiores también a lo que Chapman&Walsh o HadISST estimaban para los 60.

Un detalle que ha llamado la atención de los científicos ha sido la aparente presencia de una gran polynya, o al menos de una zona con hielo a baja concentración, al norte de Alaska, entre los mares de Beaufort y Chukchi (septiembre del 69):

nimbus iii polynya 1969 september

Personalmente, esa imagen me ha recordado a la polynya detectada aproximadamente en la misma zona en septiembre de 2006. La vemos en esta imagen MODIS que en su día proporcionó el NSIDC, o en su mapa de extensión para el 18 de septiembre de 2006:

polynya beaufort 2006

De forma preliminar, parece que los datos de los satélites Nimbus I, II y III nos indicarían que en los años 60 la extensión de la banquisa ártica al alcanzar su mínimo estival sería algo más baja y más parecida a la media 1979-2000 de lo que se pensaba hasta ahora. En todo caso, los datos derivados de estos primeros satélites Nimbus también deben tomarse con cierta dosis de prudencia.

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Más sobre la banquisa ártica antes de los satélites: los problemas de Chapman&Walsh

En octubre del año pasado dediqué una serie de entradas a la cuestión de la extensión de la banquisa ártica durante el siglo XX, antes del inicio de la “era de los satélites” en 1979:

- Estimando la extensión de la banquisa ártica entre 1880 y 2011
Más sobre la extensión de la banquisa ártica durante la primera mitad del siglo XX
Extensión de la banquisa ártica en septiembre de 1964 según el satélite Nimbus 1
¿Y qué dicen los satélites ESMR? (1972-1978)

Comentaba entonces como la serie de datos de extensión de la banquisa ártica de Chapman&Walsh, la más utilizada, parecía tener un problema entre 1920 y 1955 aproximadamente, pues durante ese período su evolución no guardaba prácticamente ninguna correlación con la evolución de la temperatura en el Ártico observada en estaciones meteorológicas. Ver gráfica (en negro, la temperatura en el Ártico, invertida; en verde, la extensión de la banquisa según Chapman&Walsh; todo para 1880-2011):

arctic sea ice vs temperature chapman walsh giss

Apuntaba también a la escasez de observaciones reales y sistemáticas de la banquisa durante aquellos años, siendo la principal fuente de Chapman&Walsh la serie de datos de Kelly 1979 (pdf, pag. 101 y siguientes), basada a su vez en los mapas elaborados por el Instituto Meteorológico de Dinamarca, el DMI.

Estos mapas del DMI, de carácter mensual, incluían en color rojo las distintas observaciones de la banquisa ártica durante cada mes. A su vez, rellenaban en color blanco las zonas de las que no tenían datos pero donde suele haber presencia de banquisa, acompañándolas de la leyenda “ice supposed but no information at hand” (hielo supuesto, pero sin información disponible).

La decisión que tomó Kelly, y que Chapman&Walsh heredaron en su serie, fue considerar estas zonas en blanco como realmente cubiertas de hielo.

Ya comenté hace un año que esta decisión me parecía dudosa. Ahora, he encontrado mapas rusos de AARI (Arctic and Antartic Research Institute) a partir de 1950 con los que se pueden comparar los mapas de Chapman&Walsh. A su vez, los mapas del DMI alcanzan hasta 1956, por lo que también se pueden incluir en la comparación.

He empezado por el principio, en concreto por 1951. Y me he ido al mes de agosto, el más cercano al mínimo (el DMI no tiene mapas de septiembre). En la siguiente imagen, a la izquierda podemos ver el mapa de Chapman&Walsh para agosto de 1951. A la derecha, mapa ruso de AARI para el 21 de agosto de 1951 (el azul oscuro es agua libre de hielo):

aari vs chapman walsh 1951 august sea ice extent concentration

Se observa claramente como en el mapa de AARI la extensión del hielo en el sector siberiano es claramente menor que en Chapman&Walsh, cuya extensión para agosto ya a simple vista parece un tanto disparatada. De hecho, en el mapa de AARI para el 13 de julio, ya se observa una extensión menor que la que Chapman&Walsh dan para agosto, un mes más tarde:

aari 1951 july sea ice extent

¿De dónde sacan Chapman&Walsh esa extensión para agosto? Pues de los mapas del DMI, y de su zona en blanco con “ice supposed but no information at hand”. Veamos el mapa del DMI para agosto del 51:

dmi arctic sea ice 1951

Casi todo el Ártico sin observaciones, y marcado en blanco. Dado que contamos con las observaciones rusas, podemos comprobar que la decisión de Chapman&Walsh de incluir toda esa zona en blanco como hielo real, en esta ocasión resulta ser un error que provoca que en su serie de datos conste una extensión exageradamente alta para agosto del 51. En otras ocasiones durante los años 20, 30 y 40, perfectamente ha podido suceder lo mismo.

Este hecho seguramente ayuda a entender que las extensiones que muestran Chapman&Walsh entre 1920 y 1955 aproximadamente no guarden ninguna relación con la evolución de las temperaturas en el Ártico en el mismo período.

De la comparativa con las temperaturas, yo pensaba que los problemas de Chapman&Walsh se limitaban al período 1920-1955 aproximadamente, considerando su serie como mucho más fiable a partir de mediados de los 50. No obstante, durante los 60 y 70 tampoco parece estar completamente exenta de problemas.

Por un lado, el año pasado ya comenté los datos del satélite Nimbus I en 1964, que daban una extensión notablemente más baja que la de Chapman&Walsh para dicho año. Por otro lado, la comparativa con los satélites ESMR revelaba que en los 70 las cifras de Chapman&Walsh también eran algo más altas que las observaciones de los satélites.

Además, ahora he detectado que habría que añadir la presencia de lo que parecen ciertas incongruencias o inconsistencias internas de la serie. Veamos un ejemplo. A continuación, a la izquierda y de arriba abajo, los mapas de Chapman&Walsh para julio, agosto y septiembre de 1968. A la izquierda, lo mismo pero para 1980:

A simple vista, parece claro que en el conjunto del trimestre la extensión de la banquisa en 1980, a la derecha, sería algo superior a la de 1968. Sin embargo, en los datos numéricos de Chapman&Walsh la extensión en 1968 es casi un millón de km2 más alta que en 1980, lo que parece ser contradictorio con sus propios mapas.

De todo esto se concluye que la serie de Chapman&Walsh tiene grandes incertidumbres y que, en general, antes de los satélites tiende a exagerar algo la extensión de la banquisa. Por ello, sigo pensando que simplemente una gráfica de las temperaturas invertidas (la línea negra de la primera gráfica) sería notablemente más aproximada a la evolución real de la banquisa ártica durante el siglo XX que los datos de Chapman&Walsh (o de HadISST, muy similar a Chapman&Walsh por estar también basada en Kelly 1979, y siendo estas dos series las más utilizadas).

Fuentes:
– Mapas Chapman&Walsh 1901-1990: http://polar.ncep.noaa.gov/seaice/climatology/months.shtml
– Mapas Chapman&Walsh en AARI, 1901-1997: http://www.aari.nw.ru/gdsidb/sea_ice/arctic/scripts/walsh_n.html
– Datos numéricos Chapman&Walsh, 1870-2008(anual, invierno (EFM), primavera (AMJ), verano (JAS), otoño (OND) ): http://arctic.atmos.uiuc.edu/SEAICE/
– Mapas AARI, 1950-1992: http://www.aari.nw.ru/gdsidb/sea_ice/arctic/scripts/aari_n.html
– Mapas DMI, 1893-1956: http://brunnur.vedur.is/pub/trausti/Iskort/Jpg/
– Mapas DMI en el NSIDC: ftp://sidads.colorado.edu/DATASETS/NOAA/G02203/ y http://nsidc.org/data/docs/noaa/g10007-dmi-seaice/
– Mapas ACSYS, 1751-2002: ftp://sidads.colorado.edu/pub/DATASETS/NOAA/G02169/ice_edge_positions/browse/aug/
– Mapas regionales en blanco y negro del Servicio Canadiense que arrancan en 1968: http://iceweb1.cis.ec.gc.ca/Archive20/?lang=en
– Mapas semanales del NIC, desde 1972: ftp://sidads.colorado.edu/pub/DATASETS/NOAA/G02172/gifs_weekly/
– Comparación AARI vs. NIC, desde 1972: http://www.aari.nw.ru/gdsidb/sea_ice/arctic/scripts/mixed_aari_nic.html
– Mapas con las observaciones de los satélites Nimbus I, II y III en 1964, 66 y 69: ftp://n5eil01u.ecs.nsidc.org/SAN/NIMBUS/NmIcEdg2.001/

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La banquisa ártica alcanza su mínimo de 2014

Salvo sorpresas, parece que la extensión de la banquisa ártica ya ha alcanzado su mínimo de este año, comenzando a partir de ahora a aumentar la extensión durante la temporada invernal.

En concreto, según los datos de IARC/JAXA basados en las observaciones del sensor AMSR2 a bordo del satélite japonés Shizuku, el mínimo se habría alcanzado el pasado 17 de septiembre, con una extensión ocupada por la banquisa de 4.884.120 km2.

En este mapa vemos la distribución de la banquisa al alcanzarse el mínimo el día 17:

El mínimo de 2014 se encuentra ligeramente por encima del observado el pasado 2013, que fue de 4.809.288 km2. El valor mínimo de 2014 superaría también a los de 2012, 2011, 2010, 2008 y 2007, siendo así el séptimo mínimo más bajo de la serie de observaciones por satélite iniciada en 1979.

Podemos verlo en esta gráfica de IARC/JAXA mostrando la evolución de la extensión anual de la banquisa ártica desde 2002 (2014, línea roja) (pinchar en la grafica para verla a mayor tamaño):

O en esta otra gráfica similar pero comparando 2014, línea roja, con los peores años (2012, 2007, 2011) y con la media de las décadas anteriores, los 80, 90 y 2000. Se observa como la extensión mínima de este año, pese a ser una de las más altas de los últimos años, sigue estando muy por debajo de lo habitual en décadas anteriores (pinchar en la grafica para verla a mayor tamaño):

Según los datos del NSIDC el mínimo correspondería al día 16 de septiembre, en este caso con una extensión de 4.983.390 km2, ligeramente por debajo de la del pasado 2013 (5.077.090 km2)y que supondría el sexto mínimo más bajo de la serie de observaciones (estas pequeñas diferencias con IARC/JAXA en valores absolutos y rankings son normales, pues las dos series se construyen con los datos de satélites distintos y usando una metodología algo diferente).

Y esta sería la extensión a día 20 de septiembre de 2014 según el NSIDC (zona en color blanco), comparándola con la media 1981-2010 para el mismo día (línea naranja):

Se observa el déficit de hielo en casi todo el perímetro de la banquisa, a lo largo de los mares de Kara, Laptev, Siberia Oriental, Chukchi y Beaufort.

También por debajo de la media el mar de Groenlandia, señal de poca exportación de hielo por el estrecho de Fram.

La única zona donde la extensión estaría por encima de la media sería el mar de Barents, al este de las islas Svalbard, zona hacia donde la deriva ha arrastrado banquisa desde el norte, y donde las temperaturas contenidas han permitido su supervivencia.

El Archipiélago Canadiense sería por su parte la única zona prácticamente en la media 1981-2010, lo que supone un Paso del Noroeste cerrado por el hielo.

Ha costado alcanzar el mínimo, que ha sido más bien tardío.Durante el mes de septiembre la deriva del hielo ha favorecido la compactación del mismo, reduciendo su extensión hasta el mínimo del día 17. Lo vemos en esta animación con los mapas de IARC/JAXA de los días 1 y 17 de septiembre:

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Nuevo record máximo de la banquisa antártica, septiembre 2014

En estos días de mediados de septiembre de 2014, la banquisa antártica está alcanzando su máxima extensión desde el inicio de las observaciones por satélite en 1979, batiendo el anterior record establecido el pasado año 2013.

En concreto, según los datos del NSIDC, a 15 de septiembre de 2014 la extensión de la banquisa antártica se situaría en 19.813.000 km2, acercándose a la barrera de los 20 millones de km2, hasta ahora nunca superada desde el inicio de las observaciones.

El nuevo record máximo es confirmado por otras fuentes, como la NASA. Lo podemos ver en estas gráficas, donde observamos además como durante casi todo 2014 (línea negra) la extensión y área de la banquisa antártica se han movido claramente por encima de la media:

Vemos también como el record se produce tanto en extensión como en área. Según la NASA, la extensión ya superaría los 20 millones de km2. Lo mismo según los datos de satélite AMSR2 servidos por la Universidad de Bremen, a quienes 2014 (línea roja) casi se les sale literalmente de la gráfica:

En este mapa procedente de la NASA observamos la extensión de la banquisa antártica a 14 de septiembre de 2014, comparándola con su valor más bajo para la misma fecha (1986, línea roja) mientras que el valor máximo (línea amarilla) corresponde al propio 2014. La diferencia entre ambos valores extremos sería de unos 2.5 millones de km2. :

Señalar que el patrón regional de distribución de hielo este año es similar al del año pasado, con la banquisa algo por debajo de la media en el mar de Bellinghausen, al oeste de la Península Antártica, pero por encima de la media en prácticamente todas las demás zonas. Lo vemos también en este mapa del NSIDC comparando la extensión de la banquisa antártica el 15 de septiembre de 2014 con la media del período 1981-2010 para dicho día:

Los dos últimos años, 2013 y 2014, están marcando sin duda los máximos de la serie de observaciones por satélite iniciada en 1979. Sin embargo, podemos relativizar un poco este dato. Desde 1973 hasta 1977 también contamos con observaciones de los satélites ESMR y, aunque no son totalmente homologables a las posteriores, nos sirven para hacernos una idea. Los dos primeros años de la serie ESMR, 1973 y 1974, presentan máximos invernales bastante similares a los de 2013 y 2014, rozando los 20 millones de km2 (ver Cavalieri et al. 2003, 30-Year satellite record reveals contrasting Arctic and Antarctic decadal sea ice variability).

Como indicaba el año pasado, no están claras las causas de este aumento de la extensión de la banquisa antártica en los últimos años. Probablemente se trate de oscilaciones naturales ligadas a la disposición dominante de los centros de acción atmosférica, o a ciclos oceánicos. En todo caso, estas oscilaciones y ciclos atmosféricos y oceánicos estarían favoreciendo en los últimos años un enfriamiento de la superficie del Oceáno Antártico, y un aumento en la extensión de la banquisa o hielo marino que cubre la misma. También habrá que ver si este aumento se consolida, o si en los próximos años vuelve a rebotar hacia abajo.

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