Mínimo 2021 de la banquisa ártica

Tras el muy bajo mínimo registrado en 2020 (el segundo más bajo de la serie superando tan sólo a 2012), en el verano 2021 se ha observado una cierta recuperación en la extensión de la banquisa ártica. Así, según los datos proporcionados por JAXA, el hielo marino ártico alcanzó su extensión mínima del verano 2021 el pasado 12 de septiembre, con 4.612.915 km2. Esto supone el décimoprimer mínimo más bajo de la serie de observaciones por satélite 1979-2021 y, a la vez, el más alto desde 2014.

Podemos observar la evolución de la extensión de la banquisa ártica según los datos de JAXA durante el verano 2021 (línea roja, actualizada hasta el 16 de septiembre) comparada con algunos de los últimos años y con las medias de las décadas anteriores:

Según los datos de extensión diaria proporcionados por el NSIDC, la extensión mínima de la banquisa ártica en la temporada 2021 se habría producido el día 13 de septiembre con 4.703.000 km2. También el más alto de los últimos años aunque, al mismo tiempo, el mínimo de 2021 se sitúa en torno a 1.500.000 km2 por debajo de la media 1981-2010.

En el siguiente mapa proporcionado por el NSIDC podemos observar la extensión de la banquisa ártica el día 13 de septiembre de 2021 (en blanco) comparada con la media 1981-2010 para la misma fecha (línea naranja):

A continuación, comparativa entre los mapas del mínimo 2021 y el de 2020:

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Izquierda: mínimo 2021. Derecha, mínimo 2020.

A pesar de la mejora respecto al año pasado, en 2021 sigue observándose claramente cómo la extensión se sitúa muy por debajo de la media 1981-2010 en casi todas las zonas, salvo el Archipiélago Canadiense y la zona más cercana del mar de Beaufort. Destaca la baja extensión en todo el sector siberiano, así como en la zona de las Svalbard y en el mar de Groenlandia, aunque la falta de hielo en este último no es necesariamente mala señal, pues implica una reducida exportación de hielo a través del estrecho de Fram durante este verano.

Esta reducida exportación de hielo por el estrecho de Fram puede ser una de las causas del relativamente buen comportamiento de la banquisa ártica en el verano 2021. Pero seguramente el factor más importante hayan sido las condiciones meteorológicas y de circulación atmosférica predominantes este verano sobre el Océano Ártico y zonas contiguas.

En la siguiente imagen se muestra la presión media a nivel del mar entre el 1 de junio y el 31 de agosto de 2021 (reanálisis NCEP/NCAR):

Se observa el predominio de bajas presiones sobre el Ártico, que en general reducen la insolación, y que han mantenido el Ártico bastante libre de advecciones cálidas fuertes desde el sur. 

En el siguiente mapa, anomalías de temperatura del aire cerca de la superficie en el trimestre estival de 2021:

Temperaturas por encima de la media en el Ártico Central, buena parte de los mares siberianos, mar de Groenlandia o la zona de las Svalbard. En el lado frío, destacan las anomalías negativas en el Archipiélago Canadiense (con consecuencias como el Paso del Noroeste cerrado, ver la anterior entrada: Paso del Noroeste en 2021 y años anteriores) y la zona del estrecho de Bering.

No es la primera vez que a un mínimo muy bajo sigue un apreciable rebote al año siguiente (2012-2013). Podría haber un cierto feedback negativo por el que la abundancia de agua abierta y hielo fino favorece la producción de hielo, pues el hielo fino gana grosor con mayor velocidad que el más grueso. (Ver por ejemplo este reciente artículo de Jinlun Zhang planteando este tipo de mecanismo de feedback negativo: Recent slowdown in the decline of Arctic sea ice volume under increasingly warm atmospheric and oceanic conditions, https://doi.org/10.1029/2021GL094780). Aunque para que este «efecto-rebote» tras un mínimo muy bajo funcione bien, la exportación de hielo por el estrecho de Fram también debe cooperar manteniéndose a raya.

No obstante, este «rebote» de 2021 sigue dejando la banquisa ártica en valores muy por debajo de los habituales hace algunas décadas y la mantiene en una situación de gran vulnerabilidad de cara a posibles condiciones meteorológicas desfavorables en los próximos veranos .

Paso del Noroeste en 2021 y años anteriores

El Paso del Noroeste es una posible ruta marina que bordearía Norteamérica por el norte, sorteando las islas del archipiélago canadiense. Se compone de varias vías alternativas; la de mayor calado, a través del estrecho de Parry, es también la más septentrional:

La fuente más precisa sobre el estado del hielo marino en el Paso del Noroeste es el Servicio Canadiense. A continuación podemos ver el mapa del Servicio Canadiense correspondiente al  6 de septiembre de 2021, mostrando la extensión y concentración de la banquisa en el Archipiélago Canadiense y norte de Alaska:

Se puede observar que tanto la variante norte del Paso (a través del Canal de Parry) como la variante sur (la ruta de Amundsen) se encuentran cerradas por el hielo. Es decir, no pueden ser atravesadas sin tener que cruzar zonas con banquisa a más del 60% de concentración, lo que impide que puedan ser navegadas con barcos que no sean rompehielos o similares.

(Este criterio del 60% será el que aplique siempre que me refiera a abierto o cerrado en esta entrada)

La última vez que ambas variantes habían permanecido cerradas durante toda la temporada de deshielo fue en el verano de 2018.

En la siguiente gráfica se muestra la extensión mínima anual de la banquisa en la variante norte del Paso del Noroeste entre 1968 y 2021:

Como sugiere la gráfica, la variante norte del Paso del Noroeste se ha abierto varias veces en las últimas dos décadas, mientras que no se abría prácticamente nunca durante las primeras décadas de la serie. No obstante, tal como sugiere también la gráfica, 2021 es el sexto verano consecutivo en el que la variante norte del Paso permanece cerrada.

La importante presencia de hielo multianual en la zona durante estos últimos años, más grueso y resistente al deshielo, puede ser uno de los factores tras este comportamiento. La siguiente gráfica facilitada por el Servicio Canadiense nos muestra también la extensión mínima anual de hielo en la variante norte del Paso, al igual que en la gráfica anterior, pero en este caso clasificando el hielo según su edad: hielo multianual (marrón), de primer año (verde), y hielo fino recién formado (rosa):

Se observa el repunte del hielo multianual, la parte marrón de cada barra, a partir de 2016. En el origen de este proceso, hubo una advección de hielo multianual desde el Oceáno Ártico a través del estrecho de McClure, en el extremo oeste del Paso. Posteriormente, el hielo multianual ha ido reforzándose gracias a las buenas tasas de supervivencia durante los últimos veranos en esta zona, varios de los cuáles han sido bastante frescos.

En cuanto a la ruta de Amundsen, la variante sur del Paso, en la siguiente gráfica se muestra la extensión mínima anual de la banquisa en la variante sur del Paso entre 1968 y 2021:

Como sugiere la gráfica, la apertura de la ruta de Amundsen era algo que en las primeras décadas de la serie ocurría sólo de vez en cuando, mientras que en las dos últimas décadas se ha vuelto habitual, y se abre la mayoría de los años.

La apertura o no del Paso y sus variantes no sólo depende de la extensión del hielo, sino también de la disposición geográfica del mismo, por lo que estas gráficas de barras son orientativas pero, para determinar con exactitud si en un año concreto una variante del Paso ha estado abierta o cerrada, es necesario recurrir a los mapas regionales de cada año archivados por el Servicio Canadiense.

Repasándolos, se concluye que la variante sur, la ruta de Amundsen, desde 2007 se ha abierto todos los años excepto en 2013, 2018 y el presente 2021, en el que la mayoría de su trazado está libre de hielo pero sigue habiendo banquisa a más del 60% de concentración bloqueando el acceso al estrecho de Peel, al inicio de la ruta. 

En cuanto a la variante norte, entre 2007 y 2021 se ha abierto en cinco ocasiones: 2007, 2010, 2011, 2012 y 2015. Y ha permanecido cerrada en ocho ocasiones: 2008, 2009, 2013, 2014, 2016, 2017, 2018, 2019, 2020 y 2021.

A continuación, mapas del Servicio Canadiense reflejando la situación de la banquisa en el Paso del Noroeste entre 2020 y 2007 en fechas cercanas al mínimo anual de hielo en esta zona:

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¿Y antes de 2007? En la gráfica del Servicio Canadiense se observa que antes de 2007 los años con la extensión más baja en toda la serie de observaciones son 1998, 1999 y 2000. Revisando los mapas del Servicio Canadiense, en 1999 la variante norte del Paso del Noroeste también habría llegado a abrirse, mientras que en el 98 y 2000 estuvo cerrada.

A continuación, el mapa del Servicio Canadiense correspondiente al 13 de septiembre de 1999. Es en blanco y negro. Para mayor claridad, he marcado en negro las zonas con hielo a más del 60% de concentración (pinchar para ver el mapa a tamaño completo):

En los 40 años anteriores, entre 1999 y 1959,  la variante norte sólo se habría abierto en una única ocasión, en 1962, según informan Tivy et al. 2011 ( http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2009JC005855/full ). Mapa (fuente):

¿Y antes de 1962? Observando las temperaturas en el Ártico (ver por ejemplo Polyakov et al. 2003) y teniendo en cuenta su correlación con la extensión de la banquisa, en torno a los años 30 y 40 es posible que las condiciones del hielo marino en el Ártico fuesen parecidas a las de los años 90. Por tanto, es posible que algún año suelto en esas décadas llegara a abrirse o estuviera cerca de hacerlo, de forma similar a lo ocurrido en el trienio 1998-2000. En ese contexto podría situarse el viaje de Henry Larsen que logró atravesar la variante norte en 1944 a bordo del St Roch (ver http://www.ucalgary.ca/arcticexpedition/larsenexpeditions).

¿Y antes de alguna posible apertura en los años 30 y 40? Antes de esas décadas, las temperaturas en el Ártico eran notablemente más frías. En las exploraciones del siglo XIX se habrían encontrado con condiciones del hielo al menos similares a la media 1971-2000, lo que implica una variante norte cerrada (ver Accounts from 19th-century Canadian Arctic explorers’ logs reflect present climate conditions). Media 1971-2000 para el 3 de septiembre (“present climate conditions”):

En los siglos anteriores se sitúa la denominada Pequeña Edad de Hielo. Aunque la variabilidad interanual y regional de la banquisa en el Ártico es muy notable, por lo que no puede descartarse la apertura del Paso en algún año concreto de condiciones favorables, para encontrar una variante norte abierta probablemente tendríamos que remontarnos al Período Cálido Medieval, con su máximo en torno a los siglos X y XI (ver Antoniades et al. 2011 ó Kobashi et al. 2011).

¿Y antes? Quizá hasta el Óptimo Climático del Holoceno, hace entre unos 4000 y 7000 años, un período en el que, por razones orbitales, la insolación en verano en el Ártico era mucho mayor a la de hoy en día, y en la que la cubierta de hielo en verano debía ser muy reducida, seguramente más que en la actualidad (ver Polyak et al. 2010: History of sea ice in the Arctic)

Extensión máxima invernal de la banquisa ártica en 2020

Según los datos del NSIDC, el pasado 5 de marzo de 2020 la banquisa ártica alcanzó su máxima extensión de esta temporada invernal, con un valor de 15.05 millones de km2, lo que se sitúa unos 600.000 km2 por debajo de la media del período 1981-2010, pero supone al mismo tiempo el máximo más alto desde 2013.

En la siguiente imagen podemos observar la extensión de la banquisa ártica el día 5 de marzo de 2020 (en blanco) comparada con la media 1981-2010 para ese mismo día (línea naranja):

Se observan ciertos déficits de hielo en áreas como el mar de Groenlandia, la zona de Labrador-Terranova, el Báltico o el mar de Okhotsk. Sin embargo, en conjunto, la situación es más cercana a la media climática de lo que habíamos venido observando durante los últimos 4 ó 5 inviernos anteriores.

Una zona clave para este mejor comportamiento en la extensión de la banquisa ártica ha sido el mar de Bering. Allí, tras varios inviernos consecutivos con la banquisa retirada mucho más al norte de lo habitual, durante los primeros meses de 2020 el hielo ha vuelto a avanzar hasta su media climática e incluso la ha superado en algunos momentos, tal como se observa en el mapa anterior.

Otra zona donde la banquisa ha tenido una mayor extensión que lo habitual durante los últimos inviernos ha sido el mar de Barents y la zona de las islas Svalbard. Según los datos del Servicio Noruego, en esta zona la extensión de la banquisa a mediados de marzo 2020 era la mayor para este fecha desde 1998.  En esta línea, se observa también en el mapa anterior del día 5 como cerca de las Svalbard el borde de la banquisa desborda en algunos puntos la media 1981-2010.

Y ¿cual es el motivo de este mejor comportamiento en la extensión de la banquisa ártica durante este invierno? Particularmente, como hemos visto, en los mares de Bering y Barents.

Probablemente deba ponerse en relación con el patrón dominante de circulación atmosférica en el Ártico durante este invierno. En concreto, el período de enero a marzo 2020 se ha caracterizado por el predominio de bajas presiones sobre el Ártico. Podemos observarlo en el siguiente mapa, procedente de los reanálisis NCEP/NCAR que muestra la presión media a nivel del mar en el Ártico entre el 1 de enero y el 26 de marzo de 2020:

Lo mismo pero en forma de anomalías respecto a la media 1981-2010:

Se observa como la presión media sobre todo el Océano Ártico ha sido mucho más baja de lo habitual, destacando especialmente la zona del mar de Kara.

Las presiones más bajas de lo habitual sobre el Ártico (lo que corresponde con una Oscilación Ártica en su fase positiva, AO+) van asociadas a un vórtice polar más fuerte y cerrado, que mantiene el grueso de aire frío en el Ártico, en lugar de dispersarlo hacia las latitudes medias mediante intercambios meridianos. Esto ha tenido su reflejo en las temperaturas, tal como podemos observar en el siguiente mapa que muestra las anomalías de temperatura del aire cerca de la superficie en el Ártico entre el 1 de enero y el 26 de marzo de 2020:

Se observan las temperaturas por debajo de la media desde la zona de las Svalbard extendiéndose por todo el sector americano del Ártico: Groenlandia, Baffin, Archipiélago Canadiense, Beaufort y Alaska-Bering. En los últimos inviernos, este tipo de desviaciones negativas se habían convertido en muy infrecuentes.

(No obstante, se han seguido registrando temperaturas por encima de la media en la mayoría de los mares siberianos.)

Sin embargo, la AO+ y el predominio de bajas presiones sobre el Ártico suelen ir también unidas a una aceleración de la Deriva Transpolar y a un aumento de la exportación de hielo a través del estrecho de Fram, lo que puede debilitar la banquisa de cara al verano, pues el hielo exportado por el estrecho de Fram suele ser del más grueso y viejo, quedando en su lugar en el Océano Ártico hielo más fino y joven.

En relación a esta posible aceleración de la Deriva Transpolar y al aumento de la exportación de hielo, es interesante observar el comportamiento del rompehielos Polarstern, varado desde el pasado mes de septiembre en la banquisa ártica y derivando junto a ella, en el marco de la expedición científica MOSAiC.  A 28 de marzo, el Polarstern se encuentra en una posición que , de acuerdo con las estimaciones realizadas al inicio de la expedición en base a la dirección y velocidad media de la deriva del hielo durante los últimos años, no debería haber alcanzado hasta bien entrado el verano:

(Mapa superior mostrando la deriva estimada para el Polarstern, con el punto 7 que esperab alcanzarse en agosto de 2020. Mapa inferior, mostrando la deriva y posición actual a 28 de marzo, que es muy cercana ya a la esperada para agosto.)

Por tanto, la deriva del Polarstern vendría a confirmar una rápida deriva de hielo hacia el estrecho de Fram durante este invierno.

Siguiendo con los apuntes negativos, hay que mencionar también que en los últimos días de marzo la banquisa ha retrocedido mucho en el mar de Bering (y también algo en el mar de Barents) lo que ha arrastrado la extensión total de la banquisa ártica de nuevo hacia los valores más bajos de la serie, tal como observamos en la siguiente gráfica que muestra la evolución de la extensión de la banquisa ártica según los datos de JAXA durante los últimos meses (línea roja, actualizada hasta el 27 de marzo) comparada con algunos de los últimos años y con las medias de las décadas anteriores. Se observa como a principios de marzo la línea roja estaba claramente por encima de la media de la última década, pero a finales de mes ya está claramente por debajo:

Y mapa del NSIDC comparando la extensión de la banquisa a 27 de marzo de 2020 con la media 1981-2010 para la misma fecha (se observa claramente el retroceso en el mar de Bering respecto al mapa del 5 de marzo que observábamos al principio de la entrada: de superar la media 1981-2010, a estar claramente por detrás de la misma):

Seguiremos observando el comportamiento de la banquisa en los próximos meses.

 

 

 

Paso del Noroeste en el verano 2019

Los veranos de 2017 y 2018 resultaron frescos en el archipiélago canadiense, lo que se tradujo en tasas de supervivencia de la banquisa en dicha zona por encima de las habituales durantes los años anteriores, cuando la apertura del Paso del Noroeste se había ido convirtiendo en algo habitual.

Sin embargo, en el verano de 2019 las temperaturas por encima de la media climática han vuelto a dominar el Ártico canadiense. La respuesta de la banquisa en la variante sur del Paso del Noroeste (la ruta de Amundsen) a estas condiciones más cálidas ha sido muy clara, pues durante el verano 2019 esta ruta ha quedado abierta y casi completamente libre de hielo.

La fuente más precisa sobre el estado del hielo marino en el Paso del Noroeste es el Servicio Canadiense. A continuación, podemos ver una gráfica proporcionada por el mismo en la que se muestra la extensión mínima anual del hielo en la variante sur del Paso del Noroeste entre 1968 y 2019 :

Se observa claramente tanto el pico positivo de 2018 como la vuelta en 2019 a la casi total ausencia de hielo. Se aprecia también cómo durante las últimas dos décadas la apertura de la variante sur se ha producido casi todos los años, mientras que en décadas anteriores era algo que sólo sucedía de vez en cuando.

En cuanto a la variante norte del Paso del Noroeste (a través del estrecho de Parry), durante el verano 2019 ha permanecido cerrada por la banquisa. Es decir, no ha podido ser atravesada sin tener que cruzar zonas con hielo marino a más del 60% de concentración, lo que hace imposible transitarla sin rompehielos.

Podemos observarlo en este mapa proporcionado por el Servicio Canadiense para la semana del 16 de septiembre de 2019, mostrando la extensión y concentración de la banquisa en el Archipiélago Canadiense y la costa norte de Canadá y Alaska:

A pesar de que las condiciones meteorológicas durante la temporada de deshielo 2019 han sido desfavorables, no lo fueron lo suficiente como para abrir la variante norte del Paso.

La presencia de hielo multianual acumulado durante las temporadas anteriores, más grueso y resistente al deshielo, ha podido ser uno de los factores que expliquen que, a pesar de unas condiciones meteorológicas más desfavorables que en los dos veranos anteriores, en 2019 la variante norte del Paso tampoco llegara a abrirse.

En todo caso, la siguiente gráfica mostrando la extensión mínima anual de hielo entre 1968 y 2019 en la variante norte del Paso del Noroeste nos indica que dicha variante se ha abierto en varios de los últimos años, mientras que no lo hacía en ninguno de las primeras décadas de la serie :

No obstante, tal como sugiere la gráfica, 2019 es también el cuarto verano consecutivo en el que la variante norte del Paso permanece cerrada. Como indicaba antes, la importante presencia de hielo multianual en la zona durante estos últimos años puede ser uno de los factores tras este comportamiento. La siguiente gráfica facilitada por el Servicio Canadiense nos muestra también la extensión mínima anual de hielo en la variante norte del Paso, al igual que en la gráfica anterior, pero en este caso clasificando el hielo según su edad: hielo multianual (marrón), de primer año (verde), y hielo fino recién formado (rosa):

Se observa la remontada del hielo multianual, la parte marrón de cada barra, a partir de 2016. En el origen de este proceso, hubo una advección de hielo multianual desde el Oceáno Ártico a través del estrecho de McClure, en el extremo oeste del Paso. Posteriormente, el hielo multianual ha ido reforzándose gracias a las buenas tasas de supervivencia durante los últimos veranos.

La apertura o no del Paso y sus variantes no sólo depende de la extensión del hielo, sino también de la disposición geográfica del mismo, por lo que estas gráficas de barras son orientativas pero, para determinar con exactitud si en un año determinado una variante del Paso ha estado abierta o cerrada, es necesario recurrir a los mapas regionales de cada año archivados por el Servicio Canadiense.

Repasándolos, se concluye que la variante norte del Paso del Noroeste entre 2007 y 2019 se ha abierto en cinco ocasiones: 2007, 2010, 2011, 2012 y 2015. Y ha permanecido cerrada en ocho ocasiones: 2008, 2009, 2013, 2014, 2016, 2017, 2018 y 2019.

(Para consultar los citados mapas regionales de años anteriores, y más detalles, ver Paso del Noroeste en 2018 y años anteriores)

Veremos qué ocurre en 2020.

 

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El Paso del Noroeste es una posible ruta marina que bordearía Norteamérica por el norte, sorteando las islas del archipiélago canadiense. Se compone de varias vías alternativas; la de mayor calado, a través del estrecho de Parry, es también la más septentrional:

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