Jaxa , estensione del ghiaccio marino artico nel giorno 8 maggio 2022

Metodo per calcolare l’estensione del ghiaccio marino

L’estensione del ghiaccio marino è calcolata come la somma delle aree di ghiaccio marino che coprono l’oceano dove la concentrazione di ghiaccio marino (SIC) supera una soglia (15% per AMSR-E). I SIC sono derivati da vari sensori satellitari di radiometri passivi a microonde (PMR) utilizzando un algoritmo sviluppato e fornito dal dottor Comiso della NASA GSFC attraverso una collaborazione tra NASA e JAXA. Sono stati utilizzati i dati dei seguenti sensori;

Gennaio 1980 ～ Luglio 1987 ： SMMR
Luglio 1987 ～ Giugno 2002 ： SSM/I
Giu. 2002 ～ Ott. 2011 ： AMSR-E
Ott. 2011 ～ Jul. 2012 ： WindSat
Luglio 2012 ～ il presente ： AMSR2

Il punto nero al Polo Nord è un’area senza dati dove i sensori PMR non possono osservare la superficie terrestre a causa della copertura limitata (cioè un’inclinazione orbitale di 98 gradi e una diffusione di 1600 km per AMSR-E). Nota che quest’area è anche contata come parte della copertura del ghiaccio marino nella nostra stima dell’estensione del ghiaccio marino.
In linea di principio, i dati SIC possono avere errori al massimo del 10%, specialmente per le aree sottili di ghiaccio marino ai margini della copertura di ghiaccio marino e per il ghiaccio marino sciolto nel periodo estivo. I dati SIC lungo le coste potrebbero anche avere errori dovuti alla contaminazione sub-pixel della copertura del suolo in un campo visivo istantaneo dei dati PMR.
Periodo di mediazione e tempi di aggiornamento dei dati giornalieri: Generalmente, l’estensione del ghiaccio marino è definita come una media temporale su diversi giorni (ad esempio cinque giorni) per evitare errori di calcolo dovuti a dati mancanti (ad esempio per i sensori a microonde tradizionali come SMMR e SSM/I). Tuttavia, prendiamo la media degli ultimi due giorni (Giorno:N & Giorno:N-1) per ottenere un rilascio veloce dei dati. Solo quando si elaborano i dati WindSat (dal 4 ottobre 2011 ad oggi), a volte usiamo anche i dati del giorno prima di ieri (Day:N-2) per riempire i vuoti di dati. Definizione di copertura di ghiaccio marino (estensione e area): L’area di copertura del ghiaccio marino è spesso definita in due modi, come “estensione” e “area” del ghiaccio marino. Queste diverse definizioni di copertura di ghiaccio marino possono talvolta confondere gli utenti dei dati. La prima definizione si riferisce all’area di ghiaccio marino che copre l’intero oceano (ghiaccio marino + oceano aperto), mentre la seconda definizione di “area” conta solo il ghiaccio marino che copre parte dell’oceano (solo ghiaccio marino). Pertanto, l’estensione del ghiaccio marino è sempre più grande dell’area del ghiaccio marino. A causa dei possibili errori nel SIC menzionati sopra, la concentrazione di ghiaccio marino determinata dai satelliti può essere sottostimata, specialmente in estate. In questo caso, l’area del ghiaccio marino è più soggetta ad errori rispetto all’estensione del ghiaccio marino. Pertanto, usiamo la definizione di estensione del ghiaccio marino per monitorare le variazioni del ghiaccio marino artico a questo punto.

Metodo per calcolare lo spessore del ghiaccio marino e il rapporto di concentrazione del ghiaccio fuso

Il prodotto dello spessore del ghiaccio marino e la concentrazione dello stagno di fusione visualizzati in VISHOP sono calcolati dai dati AMSR-E e AMSR2 usando un algoritmo di ricerca1) sviluppato da K. Tateyama (Kitami Institute of Technology) e altri nei progetti di ricerca artici usando lo IARC-JAXA Information System (IJIS) e immagini satellitari (prima – quarta generazione). Questo prodotto è essenzialmente un prodotto sperimentale e di ricerca. Questo prodotto è efficace durante le stagioni di congelamento relativamente asciutte come l’autunno, l’inverno e la primavera (settembre – maggio), ma non può fornire informazioni accurate sullo spessore del ghiaccio marino durante la stagione di fusione del ghiaccio (giugno – agosto) perché la superficie del ghiaccio marino è coperta da stagni di fusione.
Questo prodotto è disponibile al pubblico per la ricerca e la validazione dell’algoritmo. L’Arctic Data Archive System (ADS) non è responsabile per qualsiasi perdita o danno derivante dall’uso di questi dati.
Riferimento
1) Krishﬁeld, R. A., A. Proshutinsky, K. Tateyama, W. J. Williams, E. C. Carmack, F. A. McLaughlin, and M.-L. Timmermans (2014), Deterioration of perennial sea ice in the Beaufort Gyre from 2003to 2012 and its impact on he oceanic freshwater cycle, J. Geophys. Res.Oceans, 119, doi:10.1002/2013JC008999.

Riconoscimenti

AMSR-2: Le temperature di luminosità di AMSR2 e i dati del prodotto sono stati forniti dalla Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA).
AMSR-E: Le temperature di luminosità di AMSR-E e i dati del prodotto sono stati forniti dalla Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA).
WindSat: Le temperature di luminosità del WindSat Sensor Data Record (SDR) sono fornite dal Naval Research Laboratory (NRL) e dal National Environmental Satellite, Data, and Information Service (NESDIS) del NOAA.
SSM/I: I dati della temperatura dell’antenna (TA) di SSM/I sono stati prodotti da Remote Sensing Systems (RSS).
SMMR: I dati della temperatura di luminosità del Nimbus-7 SMMR Pathfinder sono stati forniti dal Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California, per conto della National Aeronautics and Space Administration (NASA).

Di seguito i dati sull estensione della banchisa artica registrata nel giorno 02 MAGGIO 2022 .Dati e grafici gentilmente concessi da: https://ads.nipr.ac.jp/vishop/#/extent/&time=2021-06-26%2000:00:00

8 MAGGIO 2022 12,595,545 km² , -43,286 km² rispetto alla precedente estensione di 12,595,545km² registrata nel giorno 7 maggio 2022

1 2016(11,782,166km²)-813,379km² rispetto al 2022
2 2019(11,900,579km²)-694,966km² rispetto al 2022
3 2018(12,077,941km²)-517,604km² rispetto al 2022
4 2006(12,151,584km²)-443,961km² rispetto al 2022
5 2020(12,203,915km²)-391,630km² rispetto al 2022
6 2004(12,237,189km²)-358,356km² rispetto al 2022
7 2021(12,259,502km²)-336,043km² rispetto al 2022
8 2015(12,288,569km²)-306,976km² rispetto al 2022
9 2017(12,323,824km²)-271,721km² rispetto al 2022
media anni 2010(12,349,524km²)-246,021km²rispetto al 2022
10 2014(12,469,546km²)-125,999km² rispetto al 2022
11 2011(12,497,679km²)-97,866km² rispetto al 2022
12 2007(12,530,269km²)-65,276km² rispetto al 2022
13 2022(12,595,545km²)
14 2005(12,646,320km²)+50,775km²rispetto al 2022
15 2003(12,651,753km²)+56,208km²rispetto al 2022
16 2013(12,661,204km²)+65,659km² rispetto al 2022
17 2010(12,685,074km²)+89,529km² rispetto al 2022
18 1989(13,699,815km²)+104,270km² rispetto al 2022
media anni 2000(12,761,507km²)165,962km² rispetto al 2022
19 2012(12,808,662km²)+213,117km² rispetto al 2022
media anni 1990(13,204,812km²)609,267km² rispetto al 2022
media anni 1980(13,600,559km²)1,005,014km² rispetto al 2022

Spessore/ volume del ghiaccio marino artico nel giorno: 08/05/2022

L estensione della banchisa artica si espande nel corso dell’inverno, prima di raggiungere il picco nel mese di marzo. Lo scioglimento aumenta durante la primavera quando il sole diventa più forte, e a settembre l’estensione della copertura di ghiaccio è tipicamente solo circa un terzo di quella massima del periodo invernale. Possono esserci delle differenze in termini di posizione del bordo del ghiaccio nelle due mappe, “Estensione del ghiaccio marino” e “Spessore e volume del ghiaccio marino”, poiché i calcoli del modello non sempre corrispondono esattamente alla registrazione effettuata dai sensori satellitari riguardo all’estensione del ghiaccio. Le concentrazioni del ghiaccio sono basate su dati satellitari e provengono dal progetto Ocean and Sea Ice Satellite Application Facility (OSISAF). Lo spessore del ghiaccio visualizzato nella mappa è calcolato per mezzo del modello HYCOM-CICE del ghiaccio marino al DMI. Il modello calcola vari valori oceanografici, incluso il ghiaccio marino, in una griglia con celle di 10 x 10 km quadrati. Il modello è guidato dai dati meteorologici dell’ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts). In ogni cella della griglia il ghiaccio è classificato in 5 categorie di spessore, con spessore, concentrazione, movimento e bilancio termico del ghiaccio calcolati per ogni categoria. La mappa dello spessore del ghiaccio mostra lo spessore medio del ghiaccio in ogni cella della griglia. Il grafico sulla destra mostra la variazione annuale del volume del ghiaccio marino nell’emisfero settentrionale, escludendo il Mar Baltico e il Pacifico. Il volume del ghiaccio è calcolato sulla base dello spessore del ghiaccio dal modello HYCOM-CICE. In ogni cella della griglia il volume è calcolato come spessore moltiplicato per la concentrazione e per l’area, con contributi di tutte le celle della griglia al volume totale. La banda grigia intorno al valore medio climatologico corrisponde a più/meno una deviazione standard basata sulla media decennale 2004-2013.

HYCOM è un sistema globale di osservazione, trasferimento, modellazione ed assimilazione, che fornisce informazioni regolari e complete sullo stato degli oceani. Il sistema globale nowcast/forecast è un prodotto dimostrativo del Consorzio HYCOM per l’assimilazione dei dati nella modellazione oceanografica sponsorizzato dal National Ocean Partnership Program e sviluppato in partenariato con progetti finanziati dall’Office of Naval Research, dal National Science Foundation, dal Department of Energy e dal National Oceanic and Atmospheric Administration. A livello operativo, è gestito presso il Naval Oceanographic Office (NAVOCEANO) Major Shared Resource Center. Il modello utilizza il forzante atmosferico del NAVy Global Environmental Model (NAVGEM). HYCOM è progettato come un modello oceanografico a coordinate ibride (isopicnòtico/σ/z). È isopicnòtico in oceano aperto stratificato, mentre è a livelli σ, che seguono il terreno, nelle zone costiere poco profonde e a livelli z in prossimità dello strato misto. Il modello globale ha risoluzione orizzontale di 1/12° ed è definito su 32 layers verticali. L’assimilazione dei dati viene eseguita utilizzando il Navy Coupled Ocean Data Assimilation (NCODA) [2], e assimila le osservazioni altimetriche disponibili da satellite (lungo il tracciato ottenuto tramite NAVOCEANO – Altimeter Data Fusion Center), la temperatura superficiale del mare (SST) da satellite e da osservazioni in situ, nonché i profili verticali di temperatura e di salinità disponibili in situ da XBT, galleggianti ARGO e boe ormeggiate. I dati sono disponibili come medie giornaliere per temperatura e salinità e come valori semiorari per livelli e correnti. Il modello HYCOM non include le maree, per le quali si è fatto riferimento ad un database specifico.Il modello oceanografico HYCOM (Hybrid Coordinate Ocean Model ), accoppiato al modello sea-ice CICE sono sviluppati presso l’Università di Miami e il Los Alamos National Laboratory. I modelli sono completamente associati ad ogni passo temporale. Gli output sono le variabili di superficie del livello del mare e le condizioni del ghiaccio (concentrazione, spessore, velocità, convergenza, forza, ecc.) e le mappe tridimensionali di corrente, temperatura e salinità a livelli sigma.

Impostazione del modello
Il set-up DMI HYCOM-CICE copre l’Atlantico, a nord di circa 15°S e l’Oceano Artico, con una risoluzione orizzontale di circa 4-5 km nell’Oceano Artico e nelle acque della Groenlandia e una risoluzione inferiore a sud a circa 10 km. Il forcing del modello è costituito dalle previsioni meteorologiche ECMWF. Una previsione di 144 ore viene prodotta due volte al giorno, alle 00 e alle 12 UTC.

Il modello oceanico 3D HYCOM http://hycom.org/ e il modello di ghiaccio marino CICE https://github.com/CICE-Consortium/ sono sviluppati all’Università di Miami e al Los Alamos National Laboratory. I modelli sono completamente accoppiati ad ogni passo temporale. Gli output sono le variabili di superficie del livello del mare e le condizioni del ghiaccio (concentrazione, spessore, velocità, convergenza, forza, ecc.) e le mappe tridimensionali di corrente, temperatura e salinità a livelli sigma.