National Snow and Ice Data Center (NSIDC) APRILE 2021

L’estensione media del ghiaccio marino artico registrata nel mese di aprile 2021 è stata di 13,84 milioni di chilometri quadrati (5,34 milioni di miglia quadrate). Si tratta di 410.000 chilometri quadrati (158.000 miglia quadrate) sopra il minimo registrato nell aprile del 2019 e 850.000 chilometri quadrati (328.000 miglia quadrate) al di sotto della media del periodo 1981-2010. L’estensione media mensile è la sesta più bassa per il mese di aprile nella storia delle osservazioni satellitari eseguite tramite sensori passivi a microonde .L’estensione è stata notevolmente contenuta nei mari di Barents e di Bering e nel Mar del Labrador. Altrove, l’estensione è stata intorno o un po’ al di sotto della media (Figura 1). La più grande perdita di ghiaccio durante il mese di aprile è stata nel Mare di Okhotsk e nel Mare di Labrador, con perdite più piccole lungo il bordo meridionale del Mare di Bering, e nel Mare di Barents orientale vicino alla costa di Novaya Zemlya.

Figura 1. Il grafico mostra l ‘estensione del ghiaccio marino artico registrata nel mese di aprile 2021, che è stata di 13,84 milioni di chilometri quadrati (5,34 milioni di miglia quadrate).La linea magenta mostra l’estensione media registrata nel periodo 1981-2010 durante il mese in questione. Sea Ice Index data. About the data Credit: National Snow and Ice Data Center High-resolution image

Con il termine sensore si intende un dispositivo elettronico in grado di rilevare l’energia elettromagnetica proveniente da una scena e di convertirla in informazione, registrandola e memorizzandola sotto forma di segnale elettrico. Una prima e fondamentale classificazione nell’ambito delle differenti modalità di Telerilevamento può essere fatta in base alle funzionalità del sensore utilizzato per la misura della radiazione elettromagnetica. Si distinguono, pertanto, le due seguenti tipologie di Telerilevamento:

  1. Telerilevamento passivo: il sensore è deputato al solo ricevimento della radiazione elettromagnetica emessa o riflessa dall’oggetto che si sta analizzando
  2. Telerilevamento attivo: il sensore emette la radiazione elettromagnetica e ne rileva, quindi, anche la frazione che viene riflessa dagli oggetti posti sulla superficie terrestre.

Sulla base di questa distinzione è analogamente possibile classificare i sensori per il Telerilevamento in attivi e passivi.
I sensori passivi, sono strumenti che rilevano la radiazione elettromagnetica riflessa, od emessa naturalmente, dagli oggetti in esame situati sulla superficie terrestre utilizzando fonti naturali, come, ad esempio, il Sole. I sistemi per il Telerilevamento passivo sono di due categorie
:
1 i sensori che operano nel visibile e nell’infrarosso vicino e medio, i quali raccolgono la radiazione elettromagnetica emessa dal Sole e riflessa dalla superficie terrestre.
2 i sensori che operano principalmente nell’infrarosso termico, i quali raccolgono le radiazioni emesse direttamente dalla superficie terrestre.
La misura dell’energia riflessa può avvenire solo quando il Sole illumina l’oggetto in osservazione e pertanto non di notte; la rilevazione dell’energia emessa, come nel caso dei sensori operanti nell’infrarosso termico, può essere invece effettuata sia di giorno che di notte. I sensori attivi, invece, rilevano la radiazione elettromagnetica riflessa da un oggetto irradiato da una fonte di energia generata artificialmente da loro stessi. La radiazione emessa raggiunge l’oggetto in osservazione e la sua frazione riflessa viene rilevata e misurata dal sensore, a seguito dell’interazione
con la superficie. I sistemi per il telerilevamento attivo si dividono in sistemi a scattering, quali il lidar, che operano nel visibile e nell’infrarosso, ed in sistemi radar che operano nel range delle microonde. Tra i principali vantaggi offerti dai sensori attivi vi è la possibilità di effettuare misure ad ogni ora del giorno e della notte e, nel caso dei radar, anche in ogni condizione meteorologica
.

Condizioni di contesto

L’estensione del ghiaccio marino è rimasta al di sotto del decimo percentile per tutto il mese di aprile. Tuttavia, il tasso di declino è risultato variabile. In particolare, il declino si è fermato e l’estensione è persino leggermente aumentata, tra il 14 aprile e il 19 aprile (Figura 2a). Questo è stato in gran parte dovuto a un aumento del ghiaccio marino nel nord del Mare di Barents, in particolare al largo della costa nord-occidentale di Novaya Zemlya.

Figura 2a. Il grafico mostra l’estensione del ghiaccio marino artico al 4 maggio 2021, insieme ai dati giornalieri sull’estensione del ghiaccio per i quattro anni precedenti e il 2012, l’anno record. Il 2021 è mostrato in blu, il 2020 in verde, il 2019 in arancione, il 2018 in marrone, il 2017 in magenta e il 2012 in marrone tratteggiato. La mediana 1981-2010 è in grigio scuro. Le aree grigie intorno alla linea mediana mostrano il range interquartile e interdecile dei dati.

La temporanea espansione dei ghiacci sembra essere stata guidata principalmente da un sistema di bassa pressione al livello del mare centrato sul Mare di Laptev (Figura 2b). Questo si è tradotto in venti da nord nel nord del Mare di Barents, che hanno spinto il ghiaccio verso sud. Il modello di pressione a livello del mare per l’intero mese, è stato caratterizzato da una bassa pressione centrata nel Mare di Barents, a nord della costa scandinava (Figura 2c); questo ha portato venti caldi da sud e temperature superiori alla media mensile nella regione. Altrove nell’Artico, le condizioni erano più moderate, con temperature a 925 mb da 1 a 3 gradi Celsius sopra la media e una debole figura di alta pressione (Figura 2d).

Figura 2b. Il grafico mostra la pressione media a livello del mare (in millibar) nell’Artico nel periodo dal 14 al 19 aprile 2021. I colori giallo e rosso indicano una pressione alta; il blu e il viola indicano una pressione bassa. Fonte: NSIDC per gentile concessione del NOAA Earth System Research Laboratory Physical Sciences Division

Figura 2c. Il grafico mostra la pressione media a livello del mare(in millibar) nell’Artico durante il mese di aprile 2021. I colori giallo e rosso indicano condizioni meteorologiche dominate da una pressione elevata, mentre il blu e il viola indicano condizioni meteorologiche dominate da una bassa pressione. Fonte: NSIDC per gentile concessione del NOAA Earth System Research Laboratory Physical Sciences Division

Figura 2d. Il grafico mostra lo scostamento dalla temperatura media dell’aria nell’Artico (in gradi Celsius) al livello di 925 hPa per il mese di aprile 2021. I colori giallo e rosso indicano temperature superiori alla media; il blu e il viola indicano temperature inferiori alla media. Fonte: NSIDC per gentile concessione del NOAA Earth System Research Laboratory Physical Sciences Division

Aprile 2021 rispetto agli anni precedenti

Fino al 2021, il tasso lineare di declino del ghiaccio marino per il mese di aprile, rispetto all’estensione media registrata nel periodo 1981-2010, è del 2,6% per decennio (Figura 3). Ciò corrisponde a 38.600 chilometri quadrati (14.900 miglia quadrate) all’anno, circa la dimensione degli stati americani del New Hampshire e del Connecticut messi insieme. Nel corso dei 43 anni di registrazione satellitare, durante il mese di aprile, il ghiaccio ha perso 1,62 milioni di chilometri quadrati (625.000 miglia quadrate), in base alla differenza dei valori di tendenza lineare nel 2021 e nel 1979, il che equivale a 2,3 volte la dimensione dello stato del Texas.

Figura 3. Di seguito viene rappresentata l’estensione mensile del ghiaccio marino artico nel mese di aprile per il periodo compreso dal 1979 al 2021. La serie storica mostra un declino del 2,6% per decennio. Fonte: National Snow and Ice Data Center

Nel mare glaciale artico si possono considerare due diverse tipologie di solid ice [Leppranta and Matti 2005] :
• Ghiaccio del primo anno (first-year sea ice): ghiaccio formatosi durante la stagione presente. È caratterizzato da uno spessore moderato (circa un metro) e da una salinità elevata. Nella stagione estiva tende a sciogliersi quasi completamente.
• Giaccio vecchio (old sea ice): ghiaccio formatosi in stagioni precedenti. È caratterizzato da spessori di diversi metri e da una salinità quasi nulla. È molto più compatto del ghiaccio del primo anno e tende a resistere meglio alle stagioni estive.

Età del ghiaccio

Nel bacino artico è presente un ghiaccio marino molto più giovane, e quindi più sottile, rispetto a quello degli anni ’80. Poco è cambiato rispetto allo scorso anno .A metà marzo, periodo che corrisponde al termine della stagione di crescita del ghiaccio, il 73,3 per cento del bacino artico era coperto da ghiaccio del primo anno, mentre il 3,5 per cento era coperto da ghiaccio più vecchio (più di 4 anni). Nel marzo 2020, il 70,6 per cento del bacino era coperto da ghiaccio del primo anno e il 4,4 per cento da ghiaccio più vecchio. Nel marzo 1985, la regione del Mar Glaciale Artico era coperta da quantità quasi uguali di ghiaccio del primo anno (39,3%) e di ghiaccio di oltre 4 anni (30,6%).Nel 2021, la pressione estremamente alta a livello del mare riscontrata nel mese di febbraio sull’Oceano Artico centrale, ha prodotto una forte circolazione del ghiaccio marino Beaufort Gyre. Questo ha spinto una notevole quantità di ghiaccio, incluso quello più vecchio, sulla costa settentrionale dell’Alaska e del Canada nel Mare di Beaufort. Parte di questo ghiaccio si è ora spostato a nord e a ovest nel Mare di Chukchi – una chiazza isolata di ghiaccio più vecchio in mezzo al ghiaccio del primo anno. Sarà interessante osservare durante l’estate le sorti di questo ghiaccio più vecchio.

I forti venti artici muovono grandi masse d’acqua, che si auto-organizzano in complessi sistemi di correnti, e trasportano la banchisa che fluttua su di esse. La principale è la circolazione di Beaufort (Beaufort gyre): una corrente che si richiude ad anello su sé stessa, localizzata fra le coste del Canada e quelle della Siberia orientale. I maggiori scambi d’acqua avvengono tra l’Oceano Artico e l’Oceano Atlantico. Le ultime propaggini della Corrente Nord Atlantica entrano nell’Artico scorrendo lungo la Scandinavia e la Siberia occidentale, mentre la Corrente Transpolare si forma non lontano dal Polo Nord dall’unione di più correnti minori e si getta nell’Atlantico scorrendo lungo la Groenlandia. Questa corrente trasporta verso sud anche grandi quantità di ghiaccio, che si sciolgono prontamente appena raggiungono latitudini inferiori. Ciò vuol dire che la quantità di ghiaccio presente nell’Artico dipende anche dal modo in cui i venti modulano le correnti marine che entrano ed escono da esso. A causa dell aumento delle temperature registrato negli ultimi decenni nell’Artico, il vortice ha perso una notevole quantità di ghiaccio, trasformando praticamente quello che era solitamente un vivaio per il ghiaccio marino, luogo in cui il ghiaccio maturava e cresceva per diventare poi il ghiaccio più spesso e più vecchio del Mar Glaciale Artico, in un “cimitero” per il ghiaccio più vecchio. Le condizioni climatiche nella regione artica, hanno favorito la progressiva riduzione del ghiaccio marino durante le estati boreali. Alla fine del XX secolo, l aumento delle temperature riscontrato nelle acque superficiali del Pacifico, ha portato alla scoperta dell esistenza di un legame tra l aumento delle temperature riscontrato nella regione artica e una forte perdita di ghiaccio marino nel Mare di Beaufort. Una possibile spiegazione di questa connessione è la seguente: “…la formazione ritardata del ghiaccio durante la stagione invernale permette un accoppiamento più efficiente tra l’oceano e il forcing del vento”. Questi meccanismi dinamici possono essere osservati nella rotazione e nella circolazione del Beaufort Gyre. Nella parte occidentale dell’Oceano Artico si trova il Beaufort Gyre, il cui crescente serbatoio di acqua dolce è ancora avvolto nel mistero. Negli ultimi anni, questo crescente contenuto di acqua dolce (FWC) è stato il punto focale di numerosi studi, in particolare quelli riguardanti le dinamiche accoppiate oceano-atmosfera. La maggior parte del contenuto di acqua dolce presente nell’Artico, risiede nel Beaufort Gyre. Sebbene sia concentrato nei mesi estivi dell’emisfero settentrionale, le osservazioni provenienti da sottomarini, navi e stazioni evidenziano come il vortice si sia espanso negli ultimi due decenni. I ricercatori hanno impiegato modelli di circolazione generale accoppiati mare-ghiaccio-oceano per analizzare a fondo queste osservazioni. I risultati dei modelli mostrano che il trasporto di Ekman gioca un ruolo importante nel determinare le variazioni dei flussi d’acqua dolce nel vortice e, di conseguenza, nell’Oceano Artico. La direzione di rotazione prevalente del Beaufort Gyre è in senso orario, secondo la circolazione prevalente del vento presente durante la notte polare. La forza di Coriolis è una forza che sposta gli oggetti verso destra nell’emisfero settentrionale e ” alla destra” è verso l’interno in un sistema che ruota in senso orario. Questo è il motivo per cui tutto ciò che galleggia, compresa l’acqua più fresca, tende a muoversi verso il centro del sistema.

Il trasporto di Ekman, che fa parte della teoria del moto all’interno delle grandi masse d’acqua marina investigata dall’oceanografo svedese Vagn Walfrid Ekman , indica il trasporto netto risultante ad un angolo di 90° dello strato superficiale dell’acqua del mare sotto l’effetto di un vento costante. Il fenomeno era stato osservato per la prima volta da Fridtjof Nansen che, durante la sua spedizione polare del 1890, aveva notato che il moto di deriva degli iceberg nel mare Artico avveniva con un certo angolo rispetto alla direzione del vento.

La direzione in cui avviene il trasporto dipende dall’emisfero in cui esso avviene: nell’emisfero Nord il movimento è a 90° in senso orario rispetto alla direzione del vento, mentre nell’emisfero Sud avviene sempre a 90° ma in senso antiorario.

Figura 4. Questo grafico confronta l’età del ghiaccio marino dal 12 al 18 marzo per gli anni 1985 (a) e 2021 (b). Il grafico in basso (c) mostra una serie storica indicante la percentuale di copertura del ghiaccio nel bacino del Mar Glaciale Artico dal 1985 al 2021.

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