Espesor y volumen del hielo ártico

Desde los años 70, con la puesta en órbita de satélites de observación, contamos con series muy precisas de la extensión de la banquisa ártica, y también bastante fiables de su área y concentración.
Por ejemplo, aquí vemos la evolución del área de la banquisa ártica desde 1979 hasta el presente, según los datos de los satélites SMMR/SSMI en una gráfica proporcionada por Cryosphere Today:

Sin embargo, otro parámetro de gran importancia como es el espesor del hielo no puede derivarse de los datos de estos mismos satélites equipados con sensores de microondas, pues no hay una correlación sólida entre las características de la superficie de la banquisa y el espesor del hielo que se encuentra debajo.

En los últimos años, con la puesta en órbita de nuevos satélites equipados con distinto instrumental, como ICESAT (o los ERS) se ha podido comenzar a obtener este parámetro desde el espacio (Aunque ICESAT ya no está operativo y no se espera que sea reemplazado hasta dentro de algunos años. Su hueco debería cubrirlo el CRYOSAT puesto en órbita este año por la ESA).

Para las pasadas décadas, se cuenta con distintas mediciones dispersas en el espacio y el tiempo como las realizadas por submarinos norteamericanos, británicos y también soviéticos. También se cuenta con los datos de varios programas de boyas en distintos puntos del ártico, así como con mediciones desde aviones mediante inducción electromagnética, radares, altímetros, etc. Una recopilación e intento de sistematización de buena parte de estos datos de espesor se puede encontrar en esta página de reciente creación: Unified Sea Ice Thickness Climate Data Record.

Hasta hoy, se han publicado numerosos artículos dando cuenta de algunas de estas mediciones, como Rothrock 1999 , Wadhams 2000 , Laxon 2003 , Belchansky 2008, Frolov 2009 o los distintos artículos de Ron Kwok ofreciendo los datos proporcionados por ICESAT . La conclusión que podríamos extraer de este conjunto de artículos sería que hay una importante variabilidad natural de unos años a otros superpuesta a una tendencia de fondo descendente durante los últimos 30 años, acelerada en la última década.

Veamos algunas imágenes. Aquí tenemos las anomalías en el espesor del hielo durante los meses de invierno entre 1993 y 2001, según Laxon 2003:

Estos datos que presenta Laxon se derivan de las observaciones de los satélites ERS-1 y 2 de la ESA. En este mapa se observa su cobertura, así como el espesor medio invernal en el período 1993-2001 citado anteriormente:

Cambiando de fuente, aquí tenemos otra imagen interesante, proveniente de Belchansky 2008, que integra en un modelo datos de espesor provenientes de submarinos y de campañas de perforación en superficie:

Se observa que el espesor medio del hielo ártico en invierno sería casi el mismo en 1982 que en 2003, a pesar de las fluctuaciones ocurridas en el ínterin. Entre 1982 y 1988 el hielo ártico habría ganado algo de espesor. El período de fuerte AO/NAO+ iniciado en 1989-90 habría hecho disminuir el espesor al expulsar mucho hielo multianual fuera del ártico. Entre 1997 y 2003 el espesor se habría recuperado bastante gracias a los valores más moderados de la AO, no alcanzando los niveles de 1988, pero sí los de 1982.
Belchansky también proporciona las estimaciones de volumen proporcionadas por este modelo, indicando que el cambio de volumen entre 1982 y 2003 sería casi inapreciable, en consonancia con la evolución del espesor que hemos comentado.

Sin embargo, a partir de 2004 la disminución en el espesor medio y, por tanto, en el volumen del hielo marino ártico, ha acelerado y se ha vuelto muy destacable. Ello viene de la mano de la pérdida de hielo multianual en estos últimos años, en buena parte debida a los patrones de circulación atmosférica que afectan a la deriva del hielo (como la Dipole Anomaly, recurrente entre 2003 y 2008).

Veamos esta gráfica proveniente de los datos del satélite ICESAT de la NASA en la que se observan los mapas con el espesor del hielo estimado en los inviernos entre 2004 y 2008:

Aquí lo mismo para el volumen, ICESAT 2004-2008:

Según comunicación personal de Kwok recogida por Maslowski 2010 el volumen en 2009 sería de 11.900 km3, algo más bajo aún que en 2008.
En esta otra gráfica proveniente de ICESAT se muestra el área del hielo multianual en los inviernos 2000-2009:

En 2009 había algo más de hielo multianual que en 2008, aunque en conjunto de menor edad, lo que explicaría el menor volumen. (En 2010 las cosas han vuelto a cambiar, todas las observaciones indican que hay más hielo multianual que en 2009, y que su edad media también es mayor que hace un año, por lo que cabe deducir un volumen mayor que entonces.)

No obstante, está visto que hay que tener prudencia con los datos de espesor y volumen, por mucho que provengan de altímetros a bordo de satélites. Por ejemplo, esta otra gráfica de espesor medio según los datos del ENVISAT de la ESA para el período 2003-2008 muestra una menor variabilidad(fuente):

Existen también modelos que ofrecen datos de espesor y volumen, pero no se alimentan de ningún dato real de espesor, por lo que su fiabilidad es mucho más limitada que lo que hemos estado viendo hasta ahora. Entre estos modelos se encuentran el PIPS 2.0 o el PIOMAS. Este último, por ejemplo, realiza predicciones a dos ó tres meses vista de cuál será la extensión media de septiembre. Por ejemplo el año pasado su predicción se desvió en un millón de km2 de extensión. El modelo se va corrigiendo con datos reales de extensión, por lo que esto no supone un mayor problema. Sin embargo, si falla así en un parámetro relativamente sencillo de modelizar como es la extensión, no cabe tener mucha confianza en la fiabilidad de los datos que nos ofrezca de un parámetro de modelización mucho más complicada como es el espesor y del que no recibe ningún dato real para ir corrigiendo los errores acumulados. Me parece importante destacar esto, pues desde hace un par de meses las estimaciones de espesor y volumen de estos modelos como el PIOMAS están adquiriendo cada vez más difusión, no siempre advirtiendo de la prudencia con que se deben tomar dichos datos.

Por ejemplo, según el modelo PIOMAS este invierno sería el de menor volumen de toda la serie, por debajo incluso del invierno anterior que hasta ahora podía considerarse como el de menor volumen.
Sin embargo, a través del seguimiento de distintos productos de satélites y de la mejora en su interpretación, en los últimos años también se realizan cada vez mejores estimaciones de la edad del hielo. Con este dato, unido al espesor típico para cada edad, también se puede estimar el volumen del hielo ártico.
Echando un vistazo a las edades del hielo ártico en los inviernos 2009 (izquierda) y 2010 (derecha)…

… y al espesor típico del hielo de cada edad según los datos de ICESAT…

…a ojo parece que este año el volumen total debería ser mayor que en 2009, y no a la inversa como estima PIOMAS sin datos reales. Las imágenes provienen de Tschudi 2010, quien también nos proporciona esta estimación con la evolución del volumen del hielo ártico entre 1983 y 2009. La línea verde sería el volumen total, sumando hielo estacional y multianual:

También es interesante Lange 2010, donde se presentan mediciones de espesor al norte de la isla Ellesmere, en abril-mayo del período 2004-2009 (salvo 2007). Se observa una fuerte reducción del espesor en 2008, seguida de una recuperación casi total en 2009. El espesor más común en esta zona de hielo multianual es de unos 4 metros (en la misma línea iría Haas 2010):

Concluyendo: recordar de nuevo que hay una notable falta de datos uniformes, suficientemente continuos en el espacio y en el tiempo y que sean completamente fiables. Con los datos disponibles, en el espesor y volumen del hielo ártico se observan durante los últimos treinta años oscilaciones importantes de origen natural superpuestas a una aparente tendencia de fondo descendente con ¿quizá un inicio de rebote en las últimas fechas? Seguiremos observando, en poco tiempo puede que contemos con datos más precisos del presente 2010.