Volumen de la banquisa ártica: Icesat, Cryosat y PIOMAS

Los satélites capaces de estimar el grosor de la banquisa ártica, son aquellos equipados con altímetros. Este tipo de sensores envían un pulso de microondas, o láser, hacia la tierra, y miden el tiempo que tarda en retornar al sensor. Con la suficiente precisión como para poder estimar el francobordo (parte emergida, freeboard) de la banquisa, y a partir de éste calcular el espesor del hielo marino. Entre este tipo de satélites se encuentra ICESAT, operativo entre 2003 y 2008, o el europeo Cryosat 2, puesto en órbita el pasado 2010. (ver también Satélites de observación de la banquisa ártica)

De las observaciones de estos satélites se pueden derivar composiciones estacionales del grosor de la banquisa, a partir de las cuales es posible estimar el volumen total de la banquisa o hielo marino del ártico.

Hace varios años, dedicaba una entrada al Espesor y volumen del hielo ártico, en la que presentaba gráficas derivadas de los datos de Icesat mostrando la evolución del volumen de la banquisa ártica en invierno entre 2004 y 2008 (Kwok et al. 2009, Thinning and volume loss of the Arctic Ocean sea ice cover: 2003–2008, pdf).

A principios de 2013, se publicó un artículo en el que se presentaban las estimaciones de volumen de la banquisa ártica derivadas de los datos de Cryosat 2 y se comparaban con las de Icesat (Laxon et al. 2013, CryoSat-2 estimates of Arctic sea ice thickness and volume, pdf). La conclusión es que el volumen observado por Cryosat en los inviernos 2011 y 2012 y en los otoños 2010 y 2011 es inferior al volumen medio observado por Icesat en los inviernos 2004 a 2008 y en los otoños 2003 a 2007, lo que muestra que el volumen de la banquisa ártica ha estado descendiendo durante estos años.

Sin embargo, si tomamos los valores anuales de Icesat en lugar de simplemente su media, podemos observar algunos detalles interesantes. En la siguiente gráfica, vemos como quedaría aproximadamente una serie con la evolución del volumen de la banquisa ártica entre 2003 y 2012 combinando las observaciones de los satélites Icesat y Cryosat (con un agujero de datos en el período entre el final de las observaciones de Icesat y el inicio de las de Cryosat, desde 2008 hasta 2010):

Icesat Cryosat arctic sea ice volume winter fall volumen hielo artico banquisa invierno otoño

Las líneas azules corresponden a las observaciones de Icesat y Cryosat en invierno (febrero/marzo), mientras que las líneas verdes corresponden a las observaciones en otoño (octubre/noviembre).

Vemos como en invierno el volumen habria ido descendiendo ligeramente entre 2005 y 2007, para descender bruscamente en 2008. En 2009 y 2010 no disponemos de datos, pero en 2011 Cryosat registra un volumen superior al de 2008, por lo que podríamos concluir que entre 2008 y 2011 el volumen invernal de la banquisa ártica se habría recuperado ligeramente. En 2012 vuelve a descender, aunque quedando todavía por encima del mínimo marcado en 2008. Veremos qué sucede cuando esté disponible la estimación para febrero/marzo 2013 (datos preliminares apuntados por la ESA sugerirían un nuevo descenso en el volumen, lo que nos pondría seguramente ya en valores cercanos a los observados en 2008; en todo caso, entre 2008 y 2013 el volumen invernal de la banquisa ártica no habría descendido prácticamente nada).

En cuanto al volumen en otoño (octubre/noviembre), la tendencia sería más claramente descendente. En el otoño de 2007 se produce un desplome en el volumen estimado por Icesat, y en 2010 nos encontramos con que Cryosat estima un volumen muy similar al de entonces. En 2011 se produce un nuevo descenso, que sitúa al volumen ya por debajo del de 2007. A la espera de los datos para el otoño de 2012, el record mínimo en la extensión de la banquisa alcanzado en septiembre hace pensar en un nuevo descenso del volumen (tras el buen verano de 2013, en cambio, cabe esperar que el volumen otoñal aumente algo).

Para intentar cubrir el agujero de datos entre 2008 y 2010, vamos a recurrir a la fuente que más suele citarse al referirse al volumen del hielo marino ártico: el modelo PIOMAS. De paso, testearemos su fiabilidad comparándolo con los valores estimados en base a las observaciones de los satélites Icesat y Cryosat (datos PIOMAS).

(Estas gráficas presentan valores aproximados, y deben tomarse sólo como orientativas)
Comenzamos con esta gráfica mostrando la evolución del volumen de la banquisa ártica en otoño, combinando las observaciones de Icesat y Cryosat y comparándolas con los valores modelizados por PIOMAS (todo en forma de anomalías respecto a 2003-2007):

Icesat Cryosat PIOMAS arctic sea ice volume fall volumen banquisa artica hielo

La tendencia general coincide aceptablemente. Sin embargo, hay algunas desavenencias. El descenso observado por Icesat en 2007 es mayor que el modelizado por PIOMAS. El valor de 2010 según Cryosat es casi idéntico al observado por Icesat en 2007, mientras que PIOMAS, en cambio, muestra un descenso notable entre ambas fechas.

A continuación, la gráfica con los valores invernales (anomalías respecto a 2004-2008):

Icesat Cryosat PIOMAS arctic sea ice volume winter volumen banquisa artica hielo

Aquí, aunque también queda clara una tendencia general descendente, las observaciones de Icesat-Cryosat son más difíciles de reconciliar con lo modelizado por PIOMAS. El modelo no ve el desplome del volumen invernal en 2008 sino que, al contrario, indica un aumento. Sin embargo, en los años posteriores el volumen modelizado por PIOMAS se desploma, de tal forma que en 2011 está muy por debajo de 2008. En los datos de satélite sucede lo contrario, con 2011 claramente por encima de 2008.

Tanto las observaciones de satélite como el modelo, tienen amplios márgenes de error, que podrían suavizar estas discrepancias. Sin embargo algunas de ellas parecen demasiado importantes para poder obviarlas, sobre todo en invierno.

En resumen, de la combinación de las observaciones de Icesat-Cryosat y su comparación con PIOMAS podríamos concluir lo siguiente:

-El volumen de la banquisa ártica en otoño (y verano) ha tenido una clara tendencia descendente durante la última década, alcanzando su valor más reducido en 2012.
-El volumen de la banquisa ártica en invierno ha tendido también a disminuir, si bien parece que el valor más bajo podría corresponder a 2008. Desde entonces hasta 2011 el volumen invernal se habría recuperado, para descender nuevamente a partir de entonces, aunque de momento sin alcanzar el valor mínimo observado en 2008.
-Los datos del modelo PIOMAS deben tomarse con bastante prudencia, sobre todo su evolución interanual, siendo algo más confiable su tendencia general.

2013/09/26: Edito para añadir esta otra gráfica en la que, para hacer una comprobación adicional sobre los valores de volumen en invierno, añado la evolución del área de hielo multianual en el Ártico en marzo (línea gris, valores aproximados tomados del NSIDC):

icesat cryosat piomas arctic sea ice volume winter multiyear sea ice area volumen banquisa artica hielo artico

La evolución en el área de hielo multianual, el más grueso y por tanto el que más volumen aporta a la banquisa ártica, parece seguir más de cerca los datos de volumen estimados por los satélites que los simulados por el modelo PIOMAS.

Datos PIOMAS: web
Datos CRYOSAT: Tabla 1 de Laxon et al. 2013
Datos ICESAT: extraídos de la Figura 5 de Kwok et al. 2009 y comparada su media con la ofrecida en la citada Tabla 1 de Laxon et al.
Datos hielo multianual: gráfica y tabla del NSIDC.

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2 respuestas a Volumen de la banquisa ártica: Icesat, Cryosat y PIOMAS

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