Extensión de la banquisa ártica en septiembre entre 1953 y 2014: Meier et al. 2012 + AARI (ampliado el 04/11 con estimación hasta 1945)

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 checking 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 750.000 km2. He hecho lo mismo con el resto de años hasta 1972. El cálculo del ajuste necesario en base a los mapas lo he realizado contando pixeles (tiene un margen de error pero sirve como aproximación).

La serie de datos resultante tras el ajuste en base a AARI sería la línea azul añadida a la gráfica anterior (he extendido la serie ampliando hasta 1945 los datos ajustados de HadISST usando el método de Meier et al. 2012, y reajustándolos también en base a los mapas de AARI):

arctic sea ice before satellites hadisst aari meier et al 2012 esmr september arctic sea ice extent 1945 2014

Finalmente, he considerado realizar dos ajustes más a la serie, para conseguir una estimación lo más precisa posible en base a los datos disponibles.

Los datos de HadISST entre 1945 y 52 se basan exclusivamente en medias climatológicas. En el sector siberiano, los he corregido en base a las observaciones reales rusas de los mapas de AARI. En el sector americano, que en HadISST aparece completamente cubierto de hielo, no tengo datos reales para comparar, pero puedo juzgar la climatología en base a las observaciones reales existentes a partir de 1953. En ellas, prácticamente todos los años la zona del Golfo de Amundsen, desembocadura del Mackenzie y cercanías aparecen con amplias zonas de agua abierta, libre de hielo. Así que he considerado que es más probable climatológicamente que en dichas zonas hubiera algo de agua abierta.

Por tanto, por un lado he añadido otro pequeño ajuste a la baja a los datos de HadISST entre 1945 y 52 teniendo en cuenta esa probable zona de agua abierta.

Por otro lado, entre 1972 y 78 he sustituido HadISST ajustado por los datos de los satélites ESMR ajustados, pues creo que siguen siendo algo más consistentes con los datos posteriores.

El resultado final tras estos dos últimos retoques, es esta gráfica, que considero la mejor estimación de la extensión de la banquisa ártica en septiembre entre 1945 y 2014 en base a las distintas fuentes disponibles:

arctic sea ice before satellites hadisst aari meier et al 2012 esmr september arctic sea ice extent 1945 2014

La gráfica sugiere que entre 1945 y 1961 los mínimos anuales de la banquisa ártica serían similares a la media 1979-2000 (7 millones de km2), con los más bajos, como 1945 ó 1960, en unos 6.6 millones de km2. Entre 1962 y 1970 los mínimos serían más altos, con los años 70 de nuevo más similares a la media 1979-2000, sólo un poco por encima de ella. La media 1979-2000 se compone de unos 80 estables, y unos 90 con mayores oscilaciones. A partir del año 2000, estaríamos ya claramente por debajo de la media de las dos décadas anteriores, llegando después a los extremos de 2007 y 2012.

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EDITO (año 2016): Todo esto pero bien hecho, cambiado y mejorado, dio lugar a la publicación de este artículo: https://diablobanquisa.wordpress.com/2016/01/14/extension-hielo-marino-artico-1935-2014/

Por favor, para conocer los resultados definitivos de todo este trabajo, consultar el citado artículo. Gracias y saludos.

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6 respuestas a Extensión de la banquisa ártica en septiembre entre 1953 y 2014: Meier et al. 2012 + AARI (ampliado el 04/11 con estimación hasta 1945)

  1. Como ejemplo, este es el mapa original de HadISST para septiembre de 1953:

    HadISST arctic sea ice september 1953 09 16

    Aquí lo tenemos junto al mapa AARI de la misma fecha:

    arctic sea ice extent 1953 hadisst aari

    Y así quedaría el mapa de HadISST modificado en base al de AARI:

    HadISST arctic sea ice september 1953 09 16 adjusted with AARI data maps

    No obstante, hay que recordar que el método de Meier et al. ya había introducido previamente un ajuste a la baja a los datos de HadISST para hacerlos consistentes con los de los satélites. Este ajuste no aparece representado en el mapa. Por su naturaleza, afectaría a las zonas azules, de hielo a baja concentración, situadas en el perímetro de la banquisa, en la zona marginal, y que en los modernos mapas basados en sensores de microondas seguramente aparecerían como agua abierta.

    He incluido también en el siguiente mapa lo que podría suponer aproximadamente ese ajuste sistemático de Meier et al. 2012, , así que ahora veríamos el mapa que podría ser más o menos correspondiente a los 7.150.000 km2 de mi estimación final:

    HadISST arctic sea ice september 1953 09 16 adjusted with AARI data maps and Meier et al. 2012 simple approach

    • Uller dijo:

      Soy Uller, un saludo, sólo quería felicitarte por el trabajo expuesto aquí mismo y en el foro de meteored de la banquisa ártica sobre la evolución del Artico desde los años 50. A pesar de no poder participar desde hace un año, sigo puntualmente los comentarios sobre la banquisa, (por cierto se está cumpliendo lo que pronostiqué casi al 100*100)

      • Hola Uller, muchas gracias por tus felicitaciones, me alegro de que te haya resultado interesante. Creo que el tema de la variabilidad de la banquisa durante el siglo XX es importante para tener un contexto en el que situar los datos actuales.
        Saludos

  2. Las líneas gruesas son medias móviles de 4 años. La negra, es la temperatura en el Ártico según GISS, invertida (y sólo estaciones meteorológicas). La azul, es mi reconstrucción ampliada ya hasta 1935. La naranja, es HadISST ajustado por Meier et al. 2012 (que a partir de 1979 continuaría con la serie oficial del NSIDC, coincidiendo con mi serie en azul). La roja es HadISST original:

    sea ice extent vs temperature 1939-2014 HadISST adjusted and HadISST adjusted + AARI data

    Desde 1935 a mediados de los 50, la que mejor encaja con la temperatura es mi serie, en azul. Desde finales de los 50 hasta finales de los 60, la que mejor va es HadISST ajustado por Meier et al., aunque la mía tampoco va tan mal. Durante todo este tiempo, HadISST original se va claramente por encima…
    En los 70, ninguna de las series encaja exactamente con la temperatura, pero ahí tenemos los satélites ESMR que nos indican que lo correcto (en términos homologables a los datos satelitales a partir del 79), es lo que muestran las líneas naranja y azul, muy similares entre ellas.

    En resumen, creo que lo más destacable de mi serie es que aporta por primera vez una visión realista del período 1939-55.

  3. Para liarla un poco más, en la gráfica de antes he añadido la serie de temperaturas del Ártico de Polyakov et al. 2003, que a mí me parece la mejor. Va en gris. Entre 1935 y 1962 da temperaturas algo más altas que GISS, y sin duda en todo ese período mi serie encaja mucho mejor con Polyakov de lo que lo hacen HadISST ajustado u original. Entre 1963 y 1970, en cambio, la mejor seguiría siendo HadISST ajustado, aunque mi serie tampoco va tan mal. Otro detalle interesante es que en los 70 Polyakov también da temperaturas un poco más altas que GISS, por lo que encaja mejor con HadISST ajustado o con mi serie, que en ese período son muy similares. La discrepancia que parecía haber en los 70 entre la banquisa y la temperatura usando GISS, casi desaparece usando Polyakov:

    La misma gráfica dejando sólo las series de temperatura en el Ártico de GISS y Polyakov, y mi serie de la banquisa:

    http://foro.tiempo.com/banquisa-en-el-artico-indice-del-topic-en-el-primer-post-t80817.6228.html

  4. Todo esto pero bien hecho, cambiado y mejorado, dio lugar a la publicación de este artículo: https://diablobanquisa.wordpress.com/2016/01/14/extension-hielo-marino-artico-1935-2014/

    Por favor, para conocer los resultados definitivos de todo este trabajo, consultar el citado artículo. Gracias y saludos.

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