El agua atlántica y la banquisa ártica (con datos actualizados a 2011)

El Oceáno Ártico se comunica con el Atlántico a través de la zona de los mares de Groenlandia, Noruega, Barents y alrededor de las Svalbard.

El flujo de agua atlántica cálida hacia el norte tiene su origen inicial en la Corriente del Golfo, impulsada por la rotación de la tierra, los campos de viento dominantes asociados al anticiclón de Bermudas-Azores, así como por un factor termohalino, es decir, por las diferencias de temperatura, salinidad y densidad entre las aguas tropicales y las aguas polares o subpolares.

A través del Atlántico, el agua cálida procedente de la Corriente del Golfo es impulsada por la Corriente de Deriva del Atlántico Norte y posteriormente por la Corriente de Noruega, que se divide en dos brazos, uno de los cuales gira hacia el este, hacia el mar de Barents, mientras el otro se dirige hacia el norte en la llamada Corriente Occidental de Spitsbergen (West Spitsbergen Current).


(fuente)

El flujo de agua atlántica se produce tanto en superficie como a cierta profundidad. El factor dominante, sobre todo en superficie, es el viento. Así, las variaciones de índices como la NAO (North Atlantic Oscillation) o, en general, del régimen de vientos en la zona del mar de Noruega, son la causa principal de las variaciones en el volumen e intensidad del flujo de agua atlántica hacia el Ártico.

En estas zonas fronterizas como el mar de Barents, la extensión del hielo marino está claramente relacionada con la intensidad y temperatura del flujo de agua atlántica. Cuanto más hacia el este empuja el agua atlántica superficial, y cuanto mayor es su temperatura, más reducida será la cubierta de banquisa en el mar de Barents.

En esta imagen tenemos a la izquierda una gráfica con la temperatura del agua atlántica que llega al sur del mar de Barents entre los años 1965 y 2010 (junto a ella tenemos sendos mapas con la temperatura del agua a unos 100 mts. de profundidad alrededor de las islas Svalbard en los veranos de 2009 y 2010 respectivamente):

Parece observarse en la gráfica una cierta variación cíclica, además de un fuerte aumento de la temperatura entre 1996 y 2006, descendiendo algo desde entonces hasta 2010.

En la zona de las Svalbard se realizan también desde hace años distintas mediciones de la temperatura, salinidad y volumen del flujo de agua atlántica. En esta presentación del Congreso de ASOF II (Arctic Subarctic Ocean Fluxes) celebrado en Bergen el pasado mes de noviembre, podemos encontrar datos de estas mediciones actualizados hasta el verano de 2011.

En esta imagen procedente de la citada presentación, tenemos las series de temperatura y salinidad del agua atlántica en dos puntos por los que discurre la Corriente Occidental de Spitsbergen. El más meridional, a 73ºN, cuenta con datos entre 2000 y 2011. El septentrional, a 76ºN, cuenta con una serie algo más larga, desde 1996 a 2011:

En ambas series se observa el pico máximo alcanzado en 2006 y cierto enfriamiento desde entonces. Es curioso como, a pesar de la estabilización de la temperatura, la salinidad ha tendido a aumentar, sin estar claro si es debido a causas locales o remotas.

En esta otra imagen tenemos las gráficas mostrando la salinidad, temperatura, contenido de calor y volumen del agua atlántica en la Corriente Occidental de Spitsbergen a unos 100 metros de profundidad entre 2000 y 2011. Los datos se presentan divididos en mitad norte (azul), mitad sur (rojo) y total (negro):

Se observa nuevamente el máximo en 2006 y la disminución de la temperatura desde entonces, aunque la salinidad siga aumentando. El volumen presenta un fuerte repunte en 2011, quizá asociado a los valores fuertemente positivos de AO/NAO en la primavera anterior.

Hasta ahora nos hemos referido a la zona fronteriza entre el Ártico y el Atlántico. Pero la ruta del agua atlántica no acaba aquí. Al norte de las Svalbard y del mar de Barents, el agua atlántica continúa viajando hacia el interior del Ártico pero no ya en la superficie sino que, a causa de su mayor salinidad y densidad, lo hará ya a media profundidad, por debajo de la capa de agua superficial ártica, más fría y “dulce”, de la que queda aislada por una haloclina, es decir, por un brusco cambio de densidad entre las dos capas.

Así, en el interior del Océano Ártico el agua atlántica conforma la capa denominada como “Agua Atlántica Intermedia” (Intermediate Atlantic Water), que se sitúa a partir de unos 200 metros de profundidad.
El agua atlántica que penetra por las Svalbard y el mar de Barents, tarda unos 3 años en llegar, como agua atlántica intermedia, a los mares de Laptev y Siberia Oriental. Así, el pulso cálido de 2006 en Spitsbergen, habría llegado a media profundidad al mar de Siberia Oriental en torno a 2009, y en la actualidad probablemente todavía se encontraría en el Ártico, pero ya en el sector canadiense. En este mapa procedente de AMAP tenemos el recorrido aproximado que realiza el agua atlántica en el interior del Ártico (flechas rojas):

Ya hemos comentado como las variaciones en el flujo de agua atlántica se relacionan claramente con la variabilidad de la cubierta de hielo en zonas fronterizas como el mar de Barents. Sin embargo, no está claro si en el interior del Ártico el agua atlántica intermedia es también capaz de transmitir parte de su calor hacia la superficie, afectando a la banquisa y calentándola “desde abajo”. Algunos autores apuntan a que mediante mezcla turbulenta y doble difusión, algo del calor transportado por el agua atlántica podría estar alcanzando la superficie y contribuyendo a la disminución de la banquisa en el Ártico.

Tras una cierta tregua entre 2007 y 2010, una nueva pulsación de agua atlántica cálida ha llegado al Ártico en 2011. Aunque su temperatura es más baja que la del aporte de 2006, su salinidad y su volumen son algo mayores, por lo que el calor transportado podría ser similar en ambos eventos. Si el calentamiento del agua atlántica intermedia afecta a la banquisa en el interior del Ártico, esta nueva pulsación debería ir dejando sentir sus efectos durante la próxima década. Por otro lado, quizá también el nivel algo más relajado entre 2007 y 2010 podría afectar positivamente en los años inmediatamente próximos.

Para saber más:
- ASOF II
- Polyakov et al. 2011: Fate of Early 2000s Arctic Warm Water Pulse. (PDF)
- Polyakov et al. 2011: Recent Changes of Arctic Multiyear Sea Ice Coverage and the Likely Causes (PDF)
- Hatun, H., et al. (2005), Influence of the Atlantic Subpolar Gyre on the Thermohaline Circulation, Science, 309, 1841-1844 (abstract)
- Orvik, K. A., and Ø. Skagseth (2005), Heat flux variations in the eastern Norwegian Atlantic Current toward the Arctic from moored instruments, 1995–2005, Geophys. Res. Lett., 32, L14610 (PDF)

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26 respuestas a El agua atlántica y la banquisa ártica (con datos actualizados a 2011)

  1. Neven dijo:

    Muchas gracias, Diablo. This is an excellent post (and piece of the puzzle). I hope to get more of a grip on those heat flux numbers through the paper subsection on the Arctic Sea Ice blog. How does it get monitored? By whom? Where is the data?

  2. From Peru dijo:

    Ha habido un patrón de bajas presiones centradas en el mar de Barents a lo largo de todo el invierno, especialmente en el ultimo mes:
    http://www.esrl.noaa.gov/psd/map/images/fnl/slp_07.fnl.anim.html

    Que ha traído vientos cálidos del sur:
    http://www.esrl.noaa.gov/psd/map/images/rnl/sfcwnd_30b.rnl.html

    Produciendo una anomalía cálida muy fuerte en los mares de Kara y Barents:
    http://www.esrl.noaa.gov/psd/map/images/rnl/sfctmpmer_30b.rnl.html

    La deriva del hielo esta ocurriendo de la forma necesaria para maximizar la expulsión de hielo por el estrecho de Fram:
    http://www7320.nrlssc.navy.mil/hycomARC/navo/arcticicespddrf_nowcast_anim30d.gif

    Con lo que el espesor del hielo en el sector atlántico es muy precario, y parece que el borde de hielo multianual (grueso) y hielo joven (delgado, <1año) podría llegar al mismo polo norte, dejando una franja de hielo multianual entre el Polo y y la costa norte de Groenlandia.
    http://www7320.nrlssc.navy.mil/hycomARC/navo/arcticictn_nowcast_anim30d.gif

    Esta zona será claramente la que primero se derretirá en primavera. Si luego en verano se forma otra vez una fuerte anomalía dipolar como en estos últimos años, en Septiembre podríamos presenciar una masacre, con el mismo Polo Norte sin hielo? (aunque obviamente quedaría todavía una gran cantidad de hielo apretado contra el Achipiélago Canadiense y Groenlandia)

  3. No creo que veamos el mismo Polo Norte sin hielo este verano, aunque la deriva termine llevando allí hielo de primer año. Eso ya sucedió en 2008…

    …y el hielo de primer año a esas latitudes mostró una resistencia al deshielo superior a la que algunos pensaban. Ten en cuenta que el hielo de primer año por esas zonas puede rondar los 2 metros de espesor.
    Otra cosa es el hielo que tenemos en los mares de Barents y Kara. La mayoría de ese sí que es fino, por lo que cabe esperar un temprano deshielo en esta zona.
    De todas formas, como siempre, los patrones meteorológicos que imperen durante primavera y verano en el Ártico serán uno de los factores principales en la temporada de deshielo, y no sabemos cómo se comportarán esos factores.

  4. From Peru dijo:

    Lo que me hizo imaginar aquella situación extrema es esta animación:

    http://www7320.nrlssc.navy.mil/hycomARC/navo/arcticictn_nowcast_anim365d.gif

    Y sí, segun la NASA, algo parecido pasó en 2008:

    http://www.nasa.gov/topics/earth/features/thick-melt.html

    Ahora, en 2008 no hubo este patrón de bajas presiones centrado en el mar de Barents durante invierno y primavera, y durante el verano las condiciones fueron bastante moderadas.A pesar de ello la extensión de hielo ese año fue la 3ª más baja registrada.

    Si con una banquisa delgada ocurre un verano cálido y soleado , las consecuencias serían mucho peores que en 2007. El Ártico se salvó en 2008, pero ahora podría ser diferente. Además, el modelo PIOMAS muestra que el volumen de hielo ahora es bastante menor al de 2008:

    https://sites.google.com/site/arctischepinguin/home/piomas

    Lo que implica que el hielo es ahora más vulnerable que en 2008.

    Pero como dijiste, lo que pase este verano dependerá fuertemente de las condiciones meteorológicas.

  5. Perfecto, interesantes comentarios, ya veremos qué ocurre finalmente.
    Sólo un par de apuntes:
    Parece, a ojo, que hay algo más de hielo multianual que en 2008.
    Sobre el volumen, yo no hago mucho caso a PIOMAS, porque no deja de ser un modelo sin ningún dato real de espesor.
    Bueno, y de paso otro apunte: creo que también será clave lo que pase en los mares de Beaufort, Chukchi y Siberia Oriental.

    Un saludo.

    • Neven dijo:

      Bueno, y de paso otro apunte: creo que también será clave lo que pase en los mares de Beaufort, Chukchi y Siberia Oriental.

      Yo también. :-)

      But I also agree with From Peru, that 2007 weather conditions this year will shatter the record. Those ice age images from 2008-2011 were for mid-May, so we have to wait or 2 months to see how much the brown ‘old ice’ on the AARI map gets reduced. The total will probably not look as small as 2008, but definitely much less than 2010 and 2011.

      I also wouldn’t be surprised if that ‘old ice’ is now less thick than the ‘old ice’ of 2008, considering the fact that 2007 area and extent turned out so low because of many weeks of compaction towards the end of the melting season. There wasn’t nearly as much compaction at the end of the 2011 melting season.

      • Hi Neven! Your spanish is improving, better than my english soon…

        I agree with you and with From Peru that the amount of multiyear ice now is the lowest since 2008. And that a repeat of 2007 weather conditions could lead to a new record low. (But I would not expect an ice-free “North Hole” even in that case)

        I also agree that the compactation at the end of the melting season was higher in 2007, but a lot of that compacted MYI was also lost during the following winter through Fram Strait.
        I hope we will get another clue on this in the next update from NSIDC, with the march sea ice age map and graph. As you say, MYI could likely be thicker in 2008 than now… but maybe thicker now than in 2009-2010-2011 because of a higher mean age and a colder winter in some areas.

        FYI thickness will also be important. Will it be thicker after this colder winter in the pacific/canadian side? How fast will the melting develop in the ultra-warm atlantic/west siberian side?

        However, as we know, the most decisive and unpredictable factor will be the weather patterns during the melt season.

  6. Dejo los mapas con la deriva media de la banquisa en los últimos meses servidos por CERSAT-IFREMER: http://cersat.ifremer.fr/News/Scientific-results/Global-mapping-of-Arctic-sea-ice-drift-a-unique-database

    Quizá más adelante dedique una entrada a este asunto.

    Octubre 2011:

    Noviembre 2011:

    Diciembre 2011:

    Enero 2012:

    Febrero 2012:

    • Neven dijo:

      Mucho compactación, especialmente in Noviembre y Diciembre. Pero, más que in años anteriores?

      • Ni idea, tendría que repasar mapas, la verdad es que no he hecho ningún análisis al respecto.
        Hay algo de compactación, algo de desalojo por Fram, un poco de todo, es complicado evaluar el conjunto.
        Pero sí que parece que las grandes estructuras dominantes, el Giro de Beaufort y la Deriva Transpolar, han estado más bien ausentes, o desdibujadas.
        No sé, ha sido un invierno algo diferente.

  7. Bueno, sobre los mapas de deriva no he hecho nada más…
    Pero ahora he estado mirando las imágenes de ASCAT desde el verano hasta ahora, y las del año pasado por estas fechas, y no me parece que haya tanta diferencia en cuanto a hielo multianual.

    Creo que los mapas de AARI, o el reciente análisis de Comiso, están subestimando algo el área de hielo multianual actual. En concreto, al norte de los mares de Beaufort, Chukchi y Siberia Oriental. Hay por allí una zona que en las imágenes de Ascat parece mezcla de hielo multianual con anual, pero que los análisis arriba citados están tomando como de primer año.

    En los mapas del servicio canadiense parece que marcan esa zona (la pequeña parte que se ve en sus mapas de Western Arctic) como de mezcla al 50% entre hielo multianual y de primer año.
    Supongo que los mapas y gráficas de la próxima actualización del NSIDC sí que recogerán estas zonas, porque el año pasado ocurrió algo parecido. Por ello, supongo que en la gráfica del NSIDC la extensión de hielo multianual se reducirá algo respecto al año pasado, pero menos que en la gráfica de Comiso. Cuestión de detalle, de todas formas.

    En general, teniendo en cuenta los mapas de deriva y las imágenes de Ascat, el hielo superviviente al final del verano 2011 parece que se ha movido hacia la zona al norte de los mares de Beaufort y Chukchi y Siberia Oriental, y compactado al norte del Archipiélago canadiense.
    La expulsión por Fram ha sido considerable, pero no tan extrema como por ejemplo en 2008. Además, parece que no ha afectado al hielo más viejo (ver el mapa del NSIDC con la edad del hielo en septiembre 2011).

    Selección de imágenes ASCAT:
    1 septiembre :
    http://manati.orbit.nesdis.noaa.gov/ascat_images/ice_image/msfa-NHe-a-2011242.sir.gif
    15 noviembre:
    http://manati.orbit.nesdis.noaa.gov/ascat_images/ice_image/msfa-NHe-a-2011317.sir.gif
    10 diciembre:
    http://manati.orbit.nesdis.noaa.gov/ascat_images/ice_image/msfa-NHe-a-2011335.sir.gif
    30 diciembre:
    http://manati.orbit.nesdis.noaa.gov/ascat_images/ice_image/msfa-NHe-a-2011355.sir.gif
    1 febrero:
    http://manati.orbit.nesdis.noaa.gov/ascat_images/ice_image/msfa-NHe-a-2012031.sir.gif
    15 marzo:
    http://manati.orbit.nesdis.noaa.gov/ascat_images/ice_image/msfa-NHe-a-2012075.sir.gif

    • Neven dijo:

      Mucho interesante, gracias.

      Maybe in this context it is also interesting to have a look at the ACNSF ice thickness animation for the last 12 months, to more or less see what happened to that part of the ice pack that protruded towards the East Siberian Sea at the end of the melting season. Based on the ice drift maps you posted earlier it looks like much of it ought to have been pushed back, which means AARI/Comiso might not have underestimated the total area of MYI. It looks like the ACNFS animation confirms this, although I’m not sure how trustworthy it is (especially with regards to modeled thickness).

      But you are right that the Maslanik map/graph will tell us more. I expect it to appear in the next NSIDC monthly analysis.

  8. Pues sí, la animación es interesante. Al espesor no le hago mucho caso, pero en cuanto al movimiento del hielo creo que sí que lo representa de una forma bastante aproximada a la realidad, y sí que se produce la compactación que comentas.

    Creo que AARI/Comiso representan bien, digamos, el “núcleo duro” de hielo multianual. Aun así, mi idea básicamente tras repasar las imágenes de ASCAT es que AARI/Comiso, considerarían multianual lo marcado en negro en la siguiente imagen, mientras que yo pienso que lo que marco en rojo también sería hielo multianual, mezclado con algo de hielo de primer año (y parte de ese hielo multianual sólo habría sobrevivido a un verano, aunque también hay algo de hielo viejo, atendiendo a las edades que mostraba el mapa de septiembre del NSIDC):


    (Imagen original ASCAT)

    (Las líneas las he dibujado de forma meramente aproximada)

    La animación que linkabas creo que también soporta esta idea. Pero, como dices, pronto la próxima actualización del NSIDC debería sacarnos de dudas.

    En realidad todo esto es un debate muy interesante pero sobre una cuestión relativamente anecdótica. No obstante, creo que puede tener cierta importancia, porque esa zona de hielo multianual mezclado con de primer año, teniendo en cuenta que el invierno en esa zona ha sido bastante normal (es decir, frío) podría quizá ser más resistente de lo que parece de cara a la estación de deshielo. Aunque hay y habrá muchos otros factores a tener en cuenta.

    Muchas gracias por tus comentarios, Neven.
    Saludos!

    • Neven dijo:

      And thank you for confirming and even expanding my thinking about this.

      I’m very interested in what has happened in the Beaufort, Chukchi and Archipelago this winter. I’ll be linking to your posts and images when I write a blog post summarizing this year’s winter (with last year’s winter and the 2007/08 winter in context).

  9. OK, Neven.
    Thank you!

  10. NevenA dijo:

    I saw that map and immediately remembered how you said Comiso and AARI missed a bit of MYI. Well done, Diablo!

    So we have a lot of extra, albeit thin, ice in the Bering Sea. There’s another ‘Arm’ of MYI getting pulled up (which helped block the attack of high SATs and SSTs at the end of the 2010 and 2011 melting seasons). And behind that Arm there’s a big field of second year ice that experienced an above average cold winter, so it looks like we won’t have much melting on the Pacific side of the Arctic, or will this second year ice get transported (if there’s a prolonged Dipole Anomaly) to fortify the weak Atlantic side of the ice pack?

    We haven’t even started yet, and it’s already extremely interesting!

  11. Gracias Neven!
    Muy interesantes las cosas sí, y tan impredecibles como de costumbre. Seguiremos observando,
    Saludos!

  12. NevenA dijo:

    Dear Diablo, I’ve written a blog post, pulling all the info I could find together for a Winter Analysis. I’ve referred a couple of times to you and the things you shared here in this thread. Thanks again.

  13. Excelente análisis, Neven. Y muchas gracias también a ti.
    Un saludo.

  14. Pingback: Arctic Winter Analysis

  15. Pingback: Extensión media mensual de la banquisa ártica en junio 2012 | Banquisa en el Ártico: el blog del hielo marino

  16. Arctic Report Card 2012, sobre ese pulso de elevada salinidad en 2011: ¿de vuelta desde el ártico? ?? http://www.arctic.noaa.gov/reportcard/ocean.html
    “In 2011 an anomalously warm and saline southward flow of AW was observed in western Fram Strait (not shown), possibly indicating that the warm AW anomaly, which had entered the Arctic Ocean in 2006, returned to Fram Strait after completing a loop in the Eurasian Basin.”

    Ya nos contarán qué se ha medido en 2012. Igual aquí ya hay pistas: http://www.asof.awi.de/fileadmin/user_upload/ASOF_Lerici/BertRudelsasof_lerici_2012.pdf

    http://www.asof.awi.de/en/outputs/presentations/presentations_lerici_october_2012/

    A leer y pensar… cuando haya tiempo.

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