Extensión de la banquisa ártica en septiembre entre 1953 y 2014: Meier et al. 2012 + AARI

En 2012, los científicos del NSIDC Walt Meier, Julienne Stroeve y otros, publicaron este interesante artículo: “A simple approach to providing a more consistent Arctic sea ice extent time series from the 1950s to present“, The Cryosphere, 6, 1359-1368, 2012 (pdf).

En él, combinan los datos de extensión de la banquisa ártica de HadISST entre 1953 y 1978 con la habitual serie de observaciones de los satélites SMMR y SSMI entre 1979 y el presente recogida por el NSIDC.

Para combinar ambas series, utilizan como puente los datos de los satélites ESMR disponibles entre 1972 y 1978, ajustando los datos de HadISST en base a la diferencia media entre ambas series en el periodo en el que se solapan (a su vez, para que los datos ESMR sean consistentes con los de SMMR y SSMI, emplean la serie combinada de Cavalieri, Parkinson y Vinnikov 2003).

Básicamente, el procedimiento de Meier et al. es el mismo que empleé yo en la entrada que dediqué a los satélites ESMR (pero en mi caso usando Chapman&Walsh en lugar de HadISST para antes de los satélites).

Me voy a centrar en el mes de septiembre, en el mínimo anual. Esta sería la gráfica de Meier et al. 2012 para dicho mes:

arctic sea ice before satellites hadisst meier et al 2012 september arctic sea ice extent 1953 2011

El resultado final de la reconstrucción sería la combinación de la línea roja continua hasta 1978 (HadISST ajustado) y la línea azul a partir de entonces (Sea ice index, del NSIDC).

En la siguiente gráfica, he tomado los datos finales de Meier et al. 2012 para el mes de septiembre, y los he presentado en color rojo, actualizándolos hasta 2014:

arctic sea ice before satellites hadisst meier et al 2012 september arctic sea ice extent 1953 2014

Meier et al. indican que su serie presenta una mayor consistencia que otras series precedentes al haber eliminado una clara discontinuidad en la transición entre los datos de HadISST anteriores a los satélites y la serie de datos del NSIDC basada en observaciones satelitales. No obstante, los autores apuntan que aún pueden quedar inconsistencias tanto por los pocos años de solapamiento (1972-78) usados para ajustar HadISST desde 1953, como por razones ligadas a la heterogeneidad de las diversas fuentes de datos usadas por HadISST para el período anterior a los satélites, su diferente naturaleza, calidad, metodología… así como por la ausencia de datos reales en algunos momentos y lugares, etc.

En este sentido, creo que los mapas de AARI para el sector siberiano (basados en observaciones reales desde barcos y aeronaves, y disponibles desde 1950 aquí, y desde 1933 aquí) pueden ser una fuente interesante para comprobar la fiabilidad de los datos de HadISST en dicha zona antes de los satélites.

Lo que he hecho ha sido comparar los mapas de septiembre de HadISST del período 1953-1972 con los mapas de la misma fecha de AARI, y he ajustado los datos de HadISST en base a las observaciones reales recogidas en los mapas de AARI. Casi siempre he tenido que ajustar HadISST a la baja, pues indicaba más hielo en el sector siberiano del que aparecía en los mapas de AARI. Como ejemplo, dejo la comparativa de septiembre de 1953 entre HadISST y AARI:

arctic sea ice before satellites hadisst aari 1953 It's worth to check HadISST maps against those from AARI, that rely on actual observations from ships and aircrafts

En este caso, en base a las diferencias en los mares de Kara, Laptev, Siberia Oriental y Chukchi, he estimado que a HadISST habría que restarle unos 900.000 km2. He hecho lo mismo con el resto de años hasta 1972. Señalar que de momento el cálculo del ajuste necesario lo he realizado prácticamente a ojo, teniendo en cuenta el área de cada uno de los mares del ártico siberiano (intentaré mejorar el procedimiento para futuras actualizaciones, pero de momento creo que puede servir como aproximación).

Quizá alguno de estos ajustes a la baja podría ser redundante, puesto que el resultado del ajuste general de Meier et al. ya ha sido a la baja, pero al usarse tan pocos años de solapamiento como referencia (72-78) y ser tan lejanos al inicio de la serie, que es precisamente cuando he tenido que realizar los mayores ajustes en base a los mapas de AARI, considero que el resultado de la comparativa sigue siendo interesante.

El resultado final sería la línea azul añadida a la gráfica anterior (esta línea azul incluye otro cambio más, que es usar directamente entre 1972 y 1978 los datos de los satélites ESMR en lugar de HadISST ajustado o reajustado, pues considero que por su naturaleza seguramente sean más consistentes con los posteriores):

arctic sea ice before satellites hadisst aari meier et al 2012 esmr september arctic sea ice extent 1953 2014

La gráfica sugiere que entre 1953 y 1961 los mínimos anuales de la banquisa ártica serían similares a la media 1979-2000. Entre 1962 y 1970 serían algo superiores, con los años 70 de nuevo muy similares a la media 1979-2000. A partir del año 2000, estaríamos ya claramente por debajo.

Antes de 1953… es otro mundo. En HadISST faltan muchísimos datos y los que hay son de naturalezas muy distintas, por lo que Meier et al. no han llevado su análisis más atrás. No obstante, sería interesante continuar el ajuste de la serie hacia atrás en el tiempo. Creo que en el futuro intentaré hacerlo, seguramente con los datos y mapas de Chapman&Walsh en lugar de los de HadISST y básicamente con el mismo procedimiento empleado ahora: ajustar usando ESMR como puente, y después comparar sus mapas con los de AARI y reajustarlos en base a estos últimos.

Sería interesante que se publicaran estimaciones numéricas de la extensión de la banquisa ártica en septiembre de 1966 y 1969 en base a las imágenes de los satélites Nimbus II y III, y de paso que se confirmara la estimación ofrecida en Meier et al. 2013 para 1964 (ver entrada sobre los satélites Nimbus I, II y III). Estos datos podrían constituir una nueva fuente de comparación con la que seguir ajustando HadISST ó Chapman&Walsh, y así poder aumentar su consistencia con la serie de observaciones realizadas por los satelites SMMR y SSMI desde 1979.

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Hielo multianual en septiembre de 2014: bien, pero no tanto

El hielo multianual es aquel que ha sobrevivido al menos a un verano. Su importancia radica en que suele presentar un grosor y una resistencia a la fractura mayores que el hielo de primer año. En general, a hielo más viejo corresponde hielo más grueso y resistente al deshielo estival.

Durante este año hemos ido siguiendo la deriva del hielo multianual desde el mínimo del pasado 2013, que recordemos supuso una significativa recuperación en la cantidad y calidad del hielo multianual, pese a quedarse aún lejos de los valores previos a 2007.

2014 suponía una oportunidad de consolidación de la recuperación iniciada el año pasado. La situación de partida era relativamente buena, y una tasa de supervivencia del hielo multianual cercana a la del año pasado habría supuesto otro considerable empujón hacia arriba, que podría haber llevado a la cantidad y calidad del hielo multianual hasta niveles no vistos desde 2006. Sin embargo, agosto y septiembre han hecho mucho daño a la gran lengua de hielo multianual que se había adentrado en los mares de Beaufort y Chukchi, que finalmente se ha visto muy reducida.

Así pues, pese a registrarse una ligera mejoría respecto al año pasado, dicha mejoría es muy débil. A grandes rasgos, podríamos decir que el hielo multianual está igual que hace un año. No está mal en el contexto de los últimos años, pero se ha desaprovechado la oportunidad de consolidar la recuperación emprendida en 2013, y la banquisa ártica en conjunto sigue presentando una escasez de hielo multianual que la hace más vulnerable a las situaciones desfavorables que se le puedan presentar, sobre todo durante la temporada de deshielo.

En esta imagen tenemos la distribución del hielo clasificado según su edad, justo en el mínimo de 2013 (izquierda) y 2014 (derecha) (azul oscuro, hielo que acaba de sobrevivir a su primer verano; azul claro, hielo que ha sobrevivido a dos veranos; verde, tres veranos; amarillo, cuatro; rojo, cinco o más veranos).

(Fuente de los mapas)

A continuación, los mapas de los años anteriores, de 2007 a 2012:



Y esta sería la gráfica mostrando la evolución en la extensión del hielo clasificado según el número de veranos a los que ha sobrevivido en los mínimos de 2006 a 2014 (obtenida contando pixeles en los mapas anteriores):

arctic multiyear sea ice 2014 september

Niveles muy similares a los del año pasado, aunque en conjunto podríamos hablar de una ligera mejoría. El hielo más viejo, tanto el de 4 años como el de 5 y más, han aumentado levemente, y su suma es la más alta desde 2007. El de 3 años ha descendido respecto al año pasado, aunque esto se ve compensado por un aumento mayor en el de 2 años. La suma de todo el hielo de más de 2 años es la más alta desde 2006.

Durante el invierno también puede perderse hielo multianual si los patrones de deriva son desfavorables y propician su expulsión fuera del Ártico a través del estrecho de Fram. Habrá que ver que sucede durante la temporada fría que acaba de comenzar. Si las condiciones no son demasiado desfavorables, en el verano de 2015 la banquisa tendrá una nueva oportunidad de consolidar su recuperación en cuanto a hielo multianual. O dicha recuperación podría verse truncada. El tiempo lo dirá.

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Extensión media mensual de la banquisa ártica en septiembre 2014

Según los datos del NSIDC la extensión media mensual de la banquisa ártica en septiembre de 2014 se ha situado en 5.280.000 km2, un valor muy similar al del pasado 2013 y al de 2009, situándose entre los mejores de los últimos años. Sin embargo, sigue estando lejos de lo habitual en décadas anteriores, y se encuentra 1.200.000 km2 por debajo de la media 1981-2010.

Esta es la gráfica mostrando la extensión media mensual de la banquisa ártica en el mes de septiembre entre 1979 y 2014:

Y aquí está el mapa comparando septiembre 2014 con la media 1981-2010 para dicho mes (línea rosa):

Como durante todo el verano, se observa el mayor déficit de hielo en la zona del mar de Laptev, con los mares de Kara, Siberia Oriental, Chukchi, Beaufort y Groenlandia también por debajo de la media. Algo por encima de la media en el mar de Barents y en el Archipiélago Canadiense, como se observa también en el mapa de anomalías de concentración:

Será interesante también obervar los datos de hielo multianual, que previsiblemente serán proporcionados por el NSIDC en próximas fechas.

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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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