Meereisportal  – Estensione del ghiaccio marino antartico nel mese di febbraio 2022

Meereisportal  – Estensione del ghiaccio marino antartico nel mese di febbraio 2022

Le rilevazioni satellitari effettuate il 21 febbraio 2022 hanno mostrato , un estensione media del ghiaccio marino antartico pari a 2,27 milioni di km2 (Figura 1), la più bassa estensione registrata da quando è iniziato il monitoraggio satellitare nel 1979. Questo valore è stato di poche migliaia di km2 al di sotto del precedente record negativo raggiunto nel 1997. Nel mese di febbraio l’estensione media del ghiaccio marino, pari a 2,4 milioni di km², è stata la più bassa della storia (Figura 2). Questo minimo è il risultato di una copertura di ghiaccio molto bassa in tutte le sottoregioni dell’Antartide, in particolare nei mari di Weddell e Ross (figure 6 e 7). Cosa ci dicono queste osservazioni riguardo alla tendenza climatologica generale?

Figura 1: Estensione giornaliera del ghiaccio marino antartico al 3 marzo 2022 (rosso). Per fare un confronto, sono rappresentate anche le rispettive estensioni degli anni 2015, 2016, 2017 e 2021, insieme alla media a lungo termine per il 1981 – 2010 (grigio) e l’intervallo di due deviazioni standard (grigio chiaro).

Nell’inverno australe, il ghiaccio marino antartico copre fino a 20 milioni di km2 dell’Oceano Meridionale, circa il 25% in più dell’estensione massima nell’Artico. A febbraio, l’estensione del ghiaccio marino antartico raggiunge normalmente il suo minimo, con valori che vanno da 2,3 a 3,8 milioni di km2. Di conseguenza, l’estensione che rimane, ovvero il minimo che si raggiunge a febbraio, è solo il 10-20% della dimensione del massimo (figure 1 e 2). Mentre un declino statisticamente significativo del minimo estivo (a settembre) è stato osservato nell’Artico negli ultimi anni, la tendenza in Antartide è stata complessivamente leggermente positiva, crescendo di quasi lo 0,5% per decennio (figura 3).

Figura 2: estensione del ghiaccio marino in Antartide il 21 febbraio 2022, il giorno in cui è stata raggiunta la più bassa estensione del ghiaccio marino (2,27 milioni di km²) dall’inizio delle osservazioni satellitari nel 1979.

Figura 3: estensione media del ghiaccio marino antartico durante il mese di febbraio nel periodo 1979 – 2022.

Dal 2016, tuttavia, si può notare un cambiamento in direzione di una crescente perdita di ghiaccio anche nell’Antartico; negli ultimi sette anni, l’estensione media del ghiaccio marino per il mese di febbraio è stata al di sotto della tendenza a lungo termine. Nel 2022, l’estensione del ghiaccio marino nell’Antartico è di circa 670.000 km² al di sotto della media a lungo termine, un’area grande circa il doppio della Germania. Dato l’atteso declino del ghiaccio marino a causa del riscaldamento globale, l’aumento a lungo termine precedentemente osservato viene definito il paradosso del ghiaccio marino antartico. Uno studio recentemente pubblicato dall’Alfred Wegener Institute (AWI) e che include simulazioni climatiche ad alta risoluzione basate sul modello climatico AWI offre una possibile spiegazione di tale paradosso. Secondo lo studio, l’Oceano Antartico potrebbe assorbire più energia di quanto ipotizzato in precedenza, ritardando il ritiro del ghiaccio marino. Se è corretto, questo potrebbe significare che un significativo declino del ghiaccio marino su una scala simile a quella dell’Artico non avverrà prima della metà del secolo.https://www.awi.de/en/about-us/service/press/single-view/ozeanwirbel-koennten-antarktisches-meereis-paradoxon-erklaeren.html

Ma torniamo alle ultime osservazioni. L’attuale situazione in Antartide è veramente inusuale?

Non si dovrebbe rispondere a questa domanda solo sulla base dell’estensione complessiva del ghiaccio marino: ci sono tre regioni in cui l’estensione è sostanzialmente inferiore alla media a lungo termine per gli anni 1981 – 2010. La prima regione è il nord-ovest del Mare di Weddell, dove il bordo del ghiaccio si è ritirato molto al di sotto dei 65° S (Figura 4). Inoltre, il margine della piattaforma nel Mare di Weddell orientale è quasi privo di ghiaccio fino a circa 30° E. La terza regione è il Mare di Ross nel settore pacifico dell’Antartico. Qui, il ghiaccio marino è praticamente scomparso nel mese di febbraio, qualcosa che è stato visto solo una volta prima, nel 2017. Questi cambiamenti sono particolarmente chiari nelle figure 6 e 7, che mostrano i cambiamenti dell’estensione del ghiaccio marino per ogni regione nel corso del tempo. La figura 6 mostra la differenza tra l’attuale estensione del ghiaccio marino e le fluttuazioni medie stagionali per gli anni 1981 – 2020 (figura 2) nelle cinque regioni (figura 5) e nell’Antartico complessivamente. Si può vedere chiaramente che in tutte le regioni tranne il Mare di Bellingshausen, il Mare di Amundsen e il settore del Pacifico, l’estensione del ghiaccio marino è in declino dal 2016.C’è stata una notevole variabilità interannuale nei mari di Bellingshausen e Amundsen, anche se questo è l’unico settore caratterizzato da una tendenza generale leggermente negativa (-2.300 km² / anno) nel periodo 1979 – 2022. Queste cifre sulla copertura di ghiaccio regionale, divise per settore, sono fornite dal NSIDC per gli anni di osservazione satellitare dal 1979 ad oggi (Fetterer et al., 2017). Un’analisi dettagliata dell’estensione del ghiaccio marino antartico per gli ultimi 20 anni basata sui dati satellitari meereiportal.de AMSR-E/2 (Spreen et al., 2008) (Figura 7) mostra valori molto bassi in tutte le regioni eccetto la regione Bellingshausen-Mare dimundsen. Anche se il minimo assoluto è stato raggiunto solo nel Mare di Weddell, dato che l’estensione estiva del mare è almeno due volte più grande che nelle altre regioni, quest’anno ha prodotto anche un minimo assoluto per l’Antartide nel suo complesso. Per quanto riguarda gli ultimi 20 anni, la perdita di estensione del ghiaccio marino è stata più alta nel Mare di Ross (-60% / decade), seguito dal Mare di Weddell (-11% / decade). Le altre regioni sono caratterizzate da tendenze leggermente positive e negative, nessuna delle quali è significativa. Ma questa serie temporale, che inizia nel 2003, è ancora relativamente breve e le tendenze possono essere influenzate dalla variabilità decadale.

L’animazione nella Figura 8 mostra lo sviluppo dell’estensione del ghiaccio marino da dicembre 2021, mentre la Figura 9 mostra la situazione attuale in confronto al precedente minimo medio mensile (nel febbraio 2017) in modo dettagliato per quanto riguarda i settori Bellingshausen-Mare dimundsen e Mare di Weddell.
Se confrontiamo la serie temporale sull’estensione regionale del ghiaccio marino a febbraio con il valore attuale, arriviamo alle seguenti conclusioni:

  • Il Mare di Ross ha sperimentato la più grande perdita di copertura di ghiaccio estivo negli ultimi due decenni.
  • Anche nel Mare di Weddell, l’estensione del ghiaccio marino a febbraio era molto bassa rispetto alla media climatologica e la più bassa degli ultimi 20 anni. Tuttavia, negli anni ’80 e ’90 c’erano valori ancora più bassi che nel 2022.
  • Nei settori rimanenti, anche l’estensione nel febbraio 2022 era bassa. Ma anche qui, in passato, c’erano valori ancora più bassi che nel febbraio 2022.
  • In generale, il minimo di ghiaccio marino del 2022 può essere spiegato da estensioni relativamente basse in tutte le regioni (figure 6 e 7), che sono state particolarmente pronunciate nei mari di Weddell e Ross. Non c’è un valore record assoluto da trovare nelle serie temporali regionali; il record riguarda la somma dei valori in tutti i settori, cioè l’estensione complessiva del ghiaccio marino.

Il minimo storico di febbraio 2022 è notevole da un punto di vista statistico?

Infatti, ci sono stati due nuovi minimi storici: nei dati giornalieri sull’estensione complessiva del ghiaccio marino e nella media mensile. Quest’ultima era ancora relativamente vicina al valore di febbraio 2017 e ancora appena dentro l’intervallo di due deviazioni standard dalla media a lungo termine. Come tale, non è improbabile che questo valore sia stato prodotto da una variabilità naturale casuale. È ben stabilito che c’è una pronunciata variabilità – su scala decadale e persino centenaria – nelle condizioni oceaniche e atmosferiche che influenzano il ghiaccio marino antartico (Latif et al., 2013). Di conseguenza, questo valore record individuale non ha una particolare rilevanza in senso statistico. Tuttavia il minimo record fa anche parte di una serie di sette anni in cui l’estensione del ghiaccio marino estivo nell’Antartico è stata relativamente bassa, dopo diverse estensioni insolitamente alte riscontrate tra il 2013 e il 2015 (Figura 3). Questo aumento della variabilità risulta notevole.Ai fini delle osservazioni climatologiche, una serie di sette anni con estensioni di ghiaccio marino basse non è abbastanza lunga da escludere la variabilità decadale come causa. D’altra parte, potrebbe essere l’inizio di un nuovo periodo caratterizzato da basse estensioni di ghiaccio marino in Antartide. Solo i prossimi anni ce lo diranno. Al momento, la tendenza a lungo termine leggermente positiva per l’Antartico in generale non è significativa (IPCC, 2021).Il precedente aumento a lungo termine dell’estensione del ghiaccio marino antartico è stato in gran parte guidato dalle dinamiche locali del ghiaccio nel mare di Ross e nel mare di Weddell orientale (in particolare da un regime di vento diverso; Holland e Kwok, 2012). Di conseguenza, le osservazioni regionali sono molto importanti nella regione antartica. Per esempio, la perdita di ghiaccio è stata osservata nelle vicinanze della Penisola Antartica nel corso degli ultimi decenni. Quando questi effetti coincidono con la perdita di ghiaccio nei mari di Ross e Weddell, come è stato il caso quest’anno, il risultato può essere un’estensione record del ghiaccio marino antartico come quella osservata nel 2022.

Figura 4: Differenza nella posizione media del margine di ghiaccio antartico nel febbraio 2022, rispetto alla media a lungo termine per gli anni 1981 – 2010. Le regioni segnate in blu hanno più ghiaccio marino rispetto al periodo di riferimento; quelle segnate in rosso ne hanno meno.

Figura 5: Nomi delle regioni dell’Oceano del Sud e dei continenti adiacenti. Sullo sfondo, è possibile vedere la topografia terrestre e la batimetria oceanica fornita dalla NASA BlueMarble Next Generation (Stöckli et al., 2005). Nelle prossime figure, questo sfondo sarà utilizzato insieme alla concentrazione di ghiaccio marino sovrapposta.

Figura 6: Anomalie del ghiaccio marino a livello regionale e globale e tendenze lineari nel periodo dal 1979 al febbraio 2022, calcolate sulla base di Parkinson e Cavalieri (2012). Le anomalie sono calcolate come deviazioni dalle fluttuazioni medie stagionali (curva stagionale nella figura 2).

Figura 7: Estensione regionale e complessiva del ghiaccio marino in Antartide negli ultimi 20 anni (in 1000 km²) e calcolo della tendenza per lo sviluppo del ghiaccio marino. Dati calcolati dai canali 89 GHz dei sensori satellitari ad alta risoluzione AMSR-E e AMSR2 (www.meereisportal.de; Spreen et al., 2008).

Figura 8: Animazione della concentrazione di ghiaccio marino osservata nel periodo dal 1 dicembre 2021 alla fine di febbraio 2022. Mostra il ritiro generale e il movimento del ghiaccio marino, guidato dal vento e dalle correnti oceaniche. La concentrazione di ghiaccio marino è stata misurata con il sensore Advanced Microwave Scanning Radiometer 2 (AMSR2) sul satellite GCOM-W della Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA). Il sensore AMSR2 misura la radiazione naturale nella gamma delle microonde e non è in gran parte influenzato dalla luce solare o dalla copertura nuvolosa. Tuttavia, le nuvole spesse e il vapore acqueo possono produrre distorsioni chiaramente visibili, che si manifestano come sfarfallio nell’immagine.

Figura 9: Animazione della concentrazione di ghiaccio marino osservata nella data del 27 febbraio 2017, ovvero il precedente minimo storico, e il 27 febbraio 2022. Vista in dettaglio dei settori Bellingshausen-Mare dimundsen e Mare di Weddell. L’immagine evidenzia la regione dell’ex piattaforma di ghiaccio Larsen B, che crollò bruscamente nel 2002. In seguito si è formata una piattaforma di ghiaccio marino che è sopravvissuta allo scioglimento estivo degli ultimi anni.

Riferimenti:

Fetterer, F., K. Knowles, W. N. Meier, M. Savoie, and Windnagel, A. K. (2017): updated daily. Sea Ice Index, Version 3. [Indicate subset used]. Boulder, Colorado USA. NSIDC: National Snow and Ice Data Center. doi: doi.org/10.7265/N5K072F8

Holland, P. R. and R. Kwok (2012). Wind-driven trends in Antarctic sea-ice drift. Nature Geosci., 5(12), 872-875. doi: doi.org/10.1038/ngeo1627

IPCC (2021): Summary for Policymakers. In: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu and B. Zhou (eds.)].  


Latif, M., Martin, T., and Park, W. (2013): Southern Ocean Sector Centennial Climate Variability and Recent Decadal Trends. Journal of Climate, 26(19), 7767–7782. doi: doi.org/10.1175/jcli-d-12-00281.1

Parkinson, C. L. and Cavalieri, D. J. (2012): Antarctic sea ice variability and trends, 1979–2010, The Cryosphere, 6, 871–880, doi.org/10.5194/tc-6-871-2012.

Spreen, G., L. Kaleschke, & G. Heygster (2008). Sea ice remote sensing using AMSR-E 89-GHz channels. J. Geophys. Res. Oceans, 113, C02S03. doi: doi.org/10.1029/2005JC003384

Stöckli, R., Vermote, E., Saleous, N., Simmon R. and Herring, D. (2005): The BlueMarble Next Generation – A true color Earth dataset including seasonal dynamics from MODIS. Published by the NASA Earth Observatory.

https://www.meereisportal.de/en/

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