The new Walsh dataset: Arctic sea ice extent since 1850

(en español aquí)

Recently Walsh et al. have published a paper presenting their new Arctic sea ice extent dataset. The new record covers the period spanning from 1850 to 2013. The data and the documentation regarding the new sea ice dataset are available at NSIDC (G10010).

The graph below (source) shows their results. We can see Arctic sea ice extent in March, when the ice is near its annual maximum, and  in September, when ice extent reaches its yearly minimum:

Walsh-et-al.-2016-Fig8

The winter maximum barely changes, except for the slight downward trend in recent decades. Regarding the summer minimum, the sea ice cover remains steady until the 30s, 40s and 50s, when it becomes somewhat lower. Higher values in the 60s, and a downward trend since then, that has accelerated in the last two decades, reaching the lowest values of the whole record.

The main conclusions of the paper are that recent sea ice extent is the smallest on record, and that the current downward trend has no precedent in duration or scales since 1850.

Anyway, I’d like to point out that the reliability of the record is much lower before 1935, at least in September. Before 1935, there are not September direct observations at all, and the extent numbers before that year depend on interpolation almost completely. (Likewise the extent numbers during 1935-1952 have larger uncertainties than the values from 1953 onwards).

The graph below (source) shows how the ‘old’ Walsh dataset looked (green line, summer values):

seasonal.extent.1900-2010And the chart below shows a comparison between the old (green line) and the new  (blue line) Walsh datasets from 1935 onwards (I have scaled the summer values of the old dataset to match the September ones of the new Walsh record in the satellite era):

CapturaThe most striking difference is that the new dataset shows much lower values during 1935-1952 than the old one. In fact, according to the old dataset the 40s were the period with  the highest extent of the whole record,  whereas the new dataset shows the 60s as the highest decade. In addition, according to the old dataset every year during 1935-1952 had a  higher extent than any year of the satellite era. That is not true according to the new record.

Earlier this year we published a paper that presented a new time series of September Arctic sea ice extent from 1935 to 2014. Our time series included data for the Siberian sector (AARI operational charts) that hadn’t been used for the previously existing time series (The old Walsh dataset, HadISST). In addition, we also adjusted the data before 1979 to be consistent with the satellite record.

And how does the new Walsh dataset compare with the time series that we presented earlier this year? We can look at the graph below (September Arctic sea ice extent since 1935; red line, our work; blue line, the new Walsh dataset):

walsh_oursThe same in the next graph, but including the old Walsh dataset (green line):

Captura2Our time series and the new Walsh dataset are reasonably consistent. We can see that the new Walsh time series is much closer to our work than to the old Walsh dataset (or to HadISST, that is very similar to the old Walsh record).

Nevertheless, our numbers before 1979 run always somewhat lower than those of Walsh et al. This is probably due to the fact that Walsh et al. haven’t adjusted the pre-satellite values, whereas we adjusted them. Walsh et al. are aware of the likely lack of consistency between the passive microwave satellite record and the earlier data. In order to address that, they are planning to present an alternative time series with different values for the satellite era (I guess that they could use NIC charts, that usually present higher values than passive microwave ones).

(Curiously, our numbers and those from the new Walsh record present some discrepancies during the satellite era as well. This is due to the fact that we have used two different datasets from 1979 onwards. While we have used the well known NSIDC monthly means (G02172), Walsh et al. have used mid month daily values from a different dataset: NSIDC’s G02202. It’s remarkable that the difference between the two time series looks higher in the 80s than in the 90s and 2000s. I guess that it could be related to how the records from SMMR and SSM/I sensors have been merged in both datasets).

 

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Nueva serie de Walsh: la banquisa ártica desde 1850 hasta la actualidad

En este blog he dedicado a menudo atención a la extensión de la banquisa antes de los satélites, y en particular a la vieja serie de Walsh (Walsh 1978, Walsh y Johnson 1978, Walsh y Chapman 2001).

Recientemente, Walsh et al. han publicado un artículo presentando su nueva serie de extensión de la banquisa ártica desde 1850 hasta el presente. Los datos y la documentación de dicha serie se encuentran disponibles desde hace algunos meses en la web del NSIDC.

En la siguiente gráfica podemos observar la serie de Walsh, mostrando las extensiones de la banquisa ártica en marzo y septiembre, en torno al máximo y mínimo anual respectivamente, durante todo el período 1850-2013:

Walsh-et-al.-2016-Fig8

Pocos cambios en el máximo invernal, salvo el suave descenso de las últimas décadas. En cuanto al mínimo del verano, la serie empieza con valores altos, luego son algo más reducidos en los años 30, 40 y 50, algo más altos en los 60 y disminuyendo desde entonces, acelerando y alcanzándose claramente los valores más bajos de toda la serie a partir del año 2000.

Las principales conclusiones de Walsh et al. son que la extensión actual de la banquisa ártica es la más baja desde al menos 1850, y que el ritmo de descenso de las últimas décadas tampoco tiene precedentes en toda la serie.

En todo caso, me gustaría advertir que antes de 1935 los valores mostrados por esta serie, al menos los de septiembre, deben tomarse con mucha prudencia. Antes de ese año, no hay prácticamente ninguna observación directa de la banquisa en septiembre, por lo que los valores presentados por Walsh et al. en su nueva serie siguen dependiendo completamente de extrapolaciones e interpolaciones, por lo que la incertidumbre asociada a estos valores es importante y muy superior a la de los años posteriores a 1935. A su vez, las incertidumbres en el período 1935-1952 también son mayores que a partir de 1953, cuando ya disponemos de observaciones más o menos continuas y fiables para casi todo el Ártico.

La “vieja” serie de Walsh presentaba estos valores (en verde, los valores de verano):

seasonal.extent.1900-2010

Y así compararían aproximadamente la vieja (línea verde) y la nueva (línea azul) series de Walsh (he escalado los valores de verano de la serie vieja, para que coincidan con los de septiembre de la serie nueva en el período de los satélites):

new walsh vs old walsh arctic sea ice dataset arctic sea ice extent 1935

La principal diferencia se sitúa al inicio del período, entre 1935 y 1952. En esos años la serie vieja mostraba valores mucho más altos que la nueva. De hecho, en la serie vieja de Walsh la extensión de la banquisa entre 1941 y 1952 presentaba los valores más altos de toda la serie, mientras que en la serie actual los valores de ese período son claramente inferiores a los de los años 60, que es la década a la que ahora corresponde el máximo. Además, en la vieja serie de Walsh los valores de extensión de la banquisa entre 1935 y 1940 eran también superiores a los de cualquier año de la era de los satélites, cosa que ya no sucede en la nueva serie.

En enero de este año anunciaba la publicación por nuestra parte (el forero socrates de tiempo.com y yo)  de una nueva serie de extensión de la banquisa ártica en septiembre entre 1935 y 2014. En esta serie incluimos los datos de AARI para el sector siberiano, que hasta entonces no se habían usado en las series que cubren el conjunto del Ártico. También ajustamos los datos para hacer consistentes las observaciones de los sensores pasivos de microondas a bordo de satélites desde 1979 con los datos anteriores a esa fecha procedentes de otros sistemas de observación.

¿Y cómo compara la nueva serie de Walsh con la serie que presentamos nosotros en enero? Podemos verlo en esta gráfica (rojo, nuestra serie; azul, la nueva serie de Walsh; septiembre 1935-2015):

walsh_ours

Y en esta otra gráfica se incluye en la comparación también la serie vieja de Walsh (verde):

new walsh vs old walsh arctic sea ice dataset vs cea piron cano pasalodos arctic sea ice extent 1935

Se observa que las tendencias en nuestra serie y la nueva de Walsh coinciden razonablemente bien. Y se aprecia también que la nueva serie de Walsh es mucho más parecida al resultado que publicamos en enero que a la vieja serie de Walsh (o a HadISST, muy similar a la vieja serie de Walsh).

No obstante, antes de 1979 los valores de la nueva serie de Walsh son casi siempre algo más altos que los nuestros. Este hecho es debido a que Walsh et al. no han ajustado los datos anteriores a 1979, al contrario que nosotros. Walsh et al. son conscientes de la probable falta de consistencia entre los valores anteriores y posteriores a 1979, por lo que planean presentar otra versión con unos valores alternativos a partir de 1979 (probablemente piensen usar los mapas operacionales del NIC , que suelen mostrar unos valores algo más altos que los derivados de los satélites con sensores de microondas).

(Es curioso señalar que durante la época de los satélites también hay cierta diferencia entre nuestra serie y la nueva de Walsh. Esto es debido a que usamos dos series distintas: nosotros las bien conocidas medias mensuales del NSIDC (G02172), mientras Walsh et al. usan valores diarios de mitad de mes de una serie distinta, la G02202 del NSIDC. Otro hecho llamativo es que la diferencia parece ser mayor en los años 80 que en los 90 y 2000, lo que quizá tenga que ver con cómo se ha hecho el ajuste de los satélites SMMR con los satélites SSMI en ambas series. Vemos que incluso en la era de los satélites hay ciertas pequeñas incertidumbres derivadas de los cambios de instrumental y satélites en órbita).

Probablemente en próximas entradas profundizaré en el análisis de algunos aspectos de la nueva serie de Walsh y en su comparación con nuestro trabajo presentado en enero.

(Ver también esta entrada del NSIDC presentando la serie de Walsh, y esta entrada en Carbon Brief)

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Banquisa ártica a finales de agosto 2016

A 24 de agosto de 2016, la extensión de la banquisa ártica según los datos del NSIDC se sitúa en 5.01 millones de km2. Esto supone el cuarto valor más bajo para esta fecha, superando ligeramente a 2007 y 2011 y ampliamente a 2012, el año del record mínimo.

Lo vemos en esta gráfica del NSIDC, en la que la línea roja corresponde a 2016. La línea gruesa negra nos muestra la media del período 1981-2010, pudiendo observarse que la extensión actual está casi 2 millones de km2 por debajo de dicha media:

chartDurante agosto ha continuado el predominio de bajas presiones sobre el Océano Ártico, tal como se observa en este mapa procedente de los reanálisis NCEP/NCAR, en el que se muestra la presión media a nivel del mar entre el 1 y el 23 de agosto de 2016:

compday.lrxEbSnTcL_fun1Este patrón ha favorecido temperaturas del aire cercanas a la media en el Ártico Central, tal como se observa en el mapa mostrando las anomalías de temperatura del aire cerca de la superficie durante lo que vamos de agosto:

compday.CGn4_JdjCb_evx4No obstante, el predominio de vientos ciclónicos sobre el Ártico Central también ha favorecido la fracturación y dispersión del hielo. Usando la métrica de área, 2016 cae algo más abajo en el ranking que si consideramos la extensión, lo que es debido a una baja concentración. Las zonas de baja concentración se sitúan no sólo en el brazo de hielo que se alarga hacia el mar de Chukchi y la isla de Wrangel, sino también en el propio Ártico Central. Lo observamos en el mapa de concentración de la Universidad de Bremen y en el último mosaico MODIS del Servicio Canadiense:

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En los próximos días se esperan condiciones desfavorables de circulación atmosférica con una configuración tipo “Dipole Anomaly” que puede favorecer la compactación del hielo, reduciendo aún más su extensión. Va acompañada de una advección cálida por la zona de la isla de Wrangel, por lo que esta configuración supondrá un reto para la banquisa y especialmente para la lengua de hielo que se extiende desde el pack central hasta la isla de Wrangel.

En cuanto a los Pasos, la variante sur del Paso del Noroeste se encuentra abierta desde hace un par de semanas, mientras la variante norte permanece cerrada. El Paso del Noreste, por su parte, se encuentra en estas fechas de finales de agosto a punto de abrirse, lo que supone una fecha relativamente tardía en el contexto de los últimos años.

Aún toca esperar algunas semanas para ver dónde se sitúa finalmente el mínimo de este año, aunque, salvo enorme sorpresa, parece ya descartado que pueda peligrar el record mínimo de 2012, y la disputa sería por las siguientes plazas del ranking con 2007, 2011 y 2015.

A pesar de las malas condiciones de partida provocadas por unas configuraciones muy desfavorables desde enero a mayo, que causaron que la banquisa se situara entonces claramente en los valores más bajos para esas fechas, a partir de junio los patrones de circulación atmosférica han sido más benignos para la banquisa, lo que ha evitado que el record de 2012 se viera en peligro.

 

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Extensión media mensual de la banquisa ártica en julio 2016

La extensión media mensual de la banquisa ártica en julio de 2016 se ha situado según los datos del NSIDC en 8.13 millones de km2. Esto supone el tercer valor más bajo de la serie 1979-2016, superando tan sólo a 2011 y 2012, tal como vemos en esta gráfica:

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A continuación, el mapa comparando la extensión media mensual de la banquisa ártica en julio de 2016 con la media 1981-2010 para dicho mes (línea rosa):

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Se observa el mayor déficit de hielo en los mares de Barents y Kara. También algo por debajo de la media en Beaufort, Baffin, Hudson y mar de Groenlandia.

Durante julio, las bajas presiones han predominado sobre el sector siberiano del Océano Ártico, por contra con altas presiones desde Groenlandia y el Archipiélago Canadiense hasta el mar de Kara,  tal como vemos en este mapa procedente de los reanálisis NCEP/NCAR:

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En cuanto a la temperatura del aire cerca de la superficie, se repite aproximadamente el patrón, con temperaturas en la media o ligeramente por debajo en buena parte del sector pacífico del Ártico, sobre todo en el mar de Siberia Oriental. Temperaturas por encima de la media, en cambio, en el Archipiélago Canadiense, Groenlandia, Barents y Kara:

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A pesar del precondicionamiento negativo del pasado invierno, unas condiciones meteorológicas y de circulación atmosférica durante lo que llevamos de verano bastante favorables para la retención de hielo han permitido que de momento la extensión de la banquisa ártica en 2016 haya dejado de ser la más baja de la serie de observaciones.

Aún faltan cinco o seis semanas para que la temporada de deshielo toque a su fin y se registre la extensión mínima de este año. Ahora mismo parece difícil que la extensión vaya a descender a niveles que pongan en peligro el record de 2012, y el mínimo de 2016 podría situarse en valores más cercanos a la media de los últimos años. No obstante, el Ártico siempre guarda sorpresas, así que aún toca esperar y ver.

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