Rapporto sulle Prospettive
Sommario Esecutivo
Ringraziamo tutti i gruppi e gli individui che hanno inviato le Prospettive di Agosto in questo 16° anno del Sea Ice Outlook. Ringraziamo anche la NSF per aver sostenuto le Prospettive di quest’anno con fondi dall’assegnazione NSF #1331083.
Questo mese abbiamo ricevuto 29 previsioni sull’estensione del ghiaccio marino pan-Artico di settembre. Di queste, 10 comprendevano previsioni sull’estensione del ghiaccio marino dell’Alaska e 7 previsioni sull’estensione del ghiaccio marino dell’Antartide. La previsione mediana di Agosto per l’estensione del ghiaccio marino pan-Artico di settembre è di 4,60 milioni di chilometri quadrati, con valori interquartili di 4,35 e 4,80 milioni di chilometri quadrati, mentre le previsioni individuali vanno da 2,88 a 5,47 milioni di chilometri quadrati. Notiamo che le due previsioni più basse prevedono un nuovo record per l’estensione del ghiaccio marino di settembre (il record attuale è settembre 2012, con un’estensione di ghiaccio marino di 3,57 milioni di chilometri quadrati), ma queste previsioni sono anomalie rispetto alle altre contribuzioni.
La previsione mediana per l’estensione del ghiaccio marino dell’Alaska è di 0,44 milioni di chilometri quadrati e la previsione mediana per l’estensione del ghiaccio marino dell’Antartide è di 17,70 milioni di chilometri quadrati, che sarebbe la seconda estensione di ghiaccio marino dell’Antartide più bassa mai registrata. Tre delle sette previsioni antartiche prevedono un’estensione del ghiaccio marino da record (vedi sotto per ulteriori dettagli).
La previsione mediana di Agosto di 4,60 milioni di chilometri quadrati è leggermente inferiore alla mediana di Luglio (4,66) e leggermente superiore alla mediana di Giugno (4,54). È interessante notare che l’intervallo interquartile delle previsioni di Agosto è leggermente superiore rispetto all’intervallo interquartile di Luglio (0,45 rispetto a 0,36 milioni di chilometri quadrati), dimostrando che l’incertezza tra i modelli non è diminuita tra le previsioni di inizio Luglio e inizio Agosto. L’intervallo interquartile di Agosto è più stretto rispetto all’intervallo interquartile di Giugno di 0,56 milioni di chilometri quadrati.
Abbiamo anche ricevuto 13 previsioni sull’anomalia dell’estensione del ghiaccio marino dell’Artico di settembre. La previsione mediana dell’anomalia è di +0,17 milioni di chilometri quadrati, suggerendo che l’estensione del ghiaccio marino di settembre 2023 sarà leggermente superiore al valore atteso della tendenza lineare a lungo termine. Le previsioni delle anomalie vanno da -0,31 milioni di chilometri quadrati a +0,68 milioni di chilometri quadrati, e l’intervallo interquartile è di 0,50 milioni di chilometri quadrati, leggermente superiore all’intervallo interquartile per l’estensione assoluta del ghiaccio marino di settembre menzionato sopra.
Nove gruppi hanno inviato materiali supplementari (vedi: Rapporti Completi dei Contributori e Materiali Supplementari sotto). I contenuti dei materiali supplementari variano tra i contributi, ma possono includere ulteriori figure e informazioni sulla metodologia, inclusi (1) come sono prodotte le previsioni; (2) numero di membri dell’ensemble utilizzati nelle previsioni; (3) se e come vengono applicate correzioni di bias; (4) diffusione dell’ensemble, gamma di previsioni, incertezze e altre statistiche; e (5) se è stata o meno effettuata una post-elaborazione.
Questo Rapporto di Prospettiva di Agosto è stato sviluppato dall’autore principale Mitch Bushuk, Laboratorio di Dinamica dei Fluidi Geofisici della NOAA (Sommario Esecutivo, Panoramica delle previsioni pan-Artiche), Edward Blanchard-Wrigglesworth, Università di Washington (discussione delle previsioni dai campi spaziali), Walt Meier, Centro Nazionale di Dati su Neve e Ghiaccio (Discussione sulle attuali condizioni dell’Artico); con contributi di Uma Bhatt, Università dell’Alaska Fairbanks (Panoramica delle previsioni regionali dell’Alaska, discussione delle previsioni sull’anomalia del ghiaccio marino pan-Artico e sulle condizioni del ghiaccio nei mari di Bering e Chukchi); François Massonnet, Université catholique de Louvain (Discussione sui contributi antartici); e con input da Matthew Fisher e il Team di Sviluppo NSIDC, (statistiche e grafici); Betsy Turner-Bogren e Helen Wiggins, ARCUS (coordinamento e redazione del rapporto).
Nota: Il Sea Ice Outlook fornisce un processo aperto per coloro che sono interessati al ghiaccio marino artico per condividere previsioni e idee; l’Outlook non è una previsione operativa.
Previsioni SIO 2023 (Pan-Artico, Regione dell’Alaska, Previsioni Spaziali e Antartide)
Previsioni sul Ghiaccio Marino Pan-Artico
Il Prospetto di Agosto 2023 ha ricevuto 29 contributi pan-Artici (Figura 1). Il valore mediano previsto quest’anno per l’estensione del ghiaccio marino pan-Artico di settembre è di 4,60 milioni di chilometri quadrati con valori interquartili di 4,35 e 4,80 milioni di chilometri quadrati. Questo è inferiore alla previsione mediana di Agosto dell’anno scorso per settembre, ma superiore ai tre anni precedenti (2019-2021). La previsione dell’estensione del ghiaccio marino più bassa è di 2,88 milioni di chilometri quadrati, fornita dalla UC Louvain, che rappresenterebbe un nuovo minimo record per il periodo satellitare (1979-presente); la previsione dell’estensione del ghiaccio marino più alta è di 5,47 milioni di chilometri quadrati, fornita dal Gruppo NMEFC ArcCFPS, che sarebbe la maggiore estensione di settembre dal 2006. Due delle prospettive prevedono un nuovo minimo record per l’estensione di settembre (UC Louvain e il Consorzio AWI), con la UC Louvain che prevede un record notevole e il Consorzio AWI che prevede un valore vicino al minimo record del 2012 di 3,57 milioni di chilometri quadrati. I valori osservati dell’estensione provengono dall’Indice del Ghiaccio Marino NSIDC (Fetterer et al., 2017), basato sugli algoritmi di concentrazione del ghiaccio marino del NASA Team distribuiti dal Centro di Archivio Attivo Distribuito Neve e Ghiaccio NASA (DAAC) presso NSIDC (DiGirolamo et al., 2022; Meier et al., 2021).
Ci sono 12 contributi da modelli dinamici e 17 contributi da modelli statistici. I modelli dinamici hanno una previsione mediana di 4,33 milioni di chilometri quadrati con un intervallo interquartile di 4,20 a 4,70 milioni di chilometri quadrati (Figura 2). Rispetto ai modelli dinamici, i modelli statistici in generale prevedono valori superiori, con una previsione mediana di 4,64 milioni di chilometri quadrati e un intervallo interquartile di 4,48 a 4,82 milioni di chilometri quadrati. Le Prospettive da tutti i metodi hanno mediane e valori interquartili inferiori all’estensione osservata di settembre dell’anno scorso (4,90), con solo un pugno di metodi che prevedono un’estensione superiore all’anno scorso (Figura 2).
Figura 1. Distribuzione dei contributori SIO per le previsioni di Agosto sull’estensione del ghiaccio marino pan-Artico di Settembre 2023. I contributi pubblici/cittadini includono: Simmons e Sun. Immagine per gentile concessione di Matthew Fisher, NSIDC.
Figura 2. Giugno (a sinistra), Luglio (al centro) e Agosto (a destra) 2023 sottomissioni al Prospetto sul Ghiaccio Marino pan-Artico, ordinati per metodo. La mediana di Agosto del metodo Statistico/ML (al centro a sinistra in rosa) è di 4,64 milioni di chilometri quadrati e la mediana per i Metodi Dinamici (all’estrema destra in verde) è di 4,33 milioni di chilometri quadrati. La linea piatta rappresenta una singola sottomissione che ha utilizzato Metodi Misti/Altri in Giugno. Non ci sono state sottomissioni utilizzando metodi euristici né in Luglio né in Agosto. Immagine per gentile concessione di Matthew Fisher, NSIDC.
Anomalie dell’Estensione del Ghiaccio Marino Pan-Artico
Questo è il terzo anno in cui il SIO ha richiesto previsioni sulle anomalie dell’estensione media del ghiaccio marino di settembre. L’anomalia pan-Artica è la deviazione della previsione di estensione di settembre dei contributori rispetto alla loro tendenza di base adottata (ad es., la tendenza nelle osservazioni storiche, nelle retroproiezioni del modello, ecc.). Questo è motivato dalla prospettiva di ridurre l’incertezza della previsione dell’estensione SIO che potrebbe derivare dai modelli che hanno tendenze, stati medi e metodologie di post-elaborazione diversi. Le 13 previsioni di anomalia vanno da -0,31 a +0,68 milioni di chilometri quadrati, con quattro al di sotto o uguali e 9 al di sopra della base dei contributori (Figura 3 in alto). Le anomalie osservate vanno da -1,24 (2012) a 0,79 (2006) milioni di chilometri quadrati (Figura 3 in basso). La previsione di anomalia SIO pan-Artica di agosto 2023 ha una mediana di +0,17 milioni di chilometri quadrati e un intervallo interquartile di 0,50 milioni di chilometri quadrati. L’incertezza nelle previsioni di anomalia SIO di agosto corrisponde a quella di giugno, entrambe delle quali sono minori rispetto alla grande diffusione di luglio. Similmente alle previsioni pan-Artiche, i metodi statistici in generale prevedono anomalie positive più elevate rispetto ai metodi dinamici.
Figura 3. Previsione di anomalia pan-Artica di agosto 2023 classificata per sottomissione (in alto) e anomalie osservate con le previsioni di agosto (in basso). La previsione mediana di agosto 2023 è di 0,17 milioni di chilometri quadrati. Figura 3. Previsione di anomalia pan-Artica di agosto 2023 classificata per sottomissione (in alto) e anomalie osservate con le previsioni di agosto (in basso). La previsione mediana di agosto 2023 è di 0,17 milioni di chilometri quadrati.
Previsioni Regionali dell’Alaska
La mediana multimodello per la previsione SIO di agosto 2023 per i mari dell’Alaska è di 0,44 milioni di chilometri quadrati e varia da un minimo di 0,24 a un massimo di 0,81 milioni di chilometri quadrati (Figura 4). Le previsioni del modello dinamico vanno da un minimo di 0,24 a un massimo di 0,81 milioni di chilometri quadrati con una mediana di 0,27 milioni di chilometri quadrati. Le previsioni del modello statistico variano da un minimo di 0,33 a un massimo di 0,64 milioni di chilometri quadrati con una mediana di 0,46 milioni di chilometri quadrati. Le previsioni statistiche mostrano una minore diffusione (intervallo interquartile di 0,05) rispetto ai modelli dinamici (intervallo interquartile di 0,48) (Figura 5). Per mettere questi dati in prospettiva storica, l’estensione mediana del ghiaccio marino di settembre per i mari dell’Alaska (Bering, Chukchi e Beaufort) nel periodo 2007–2022 è di 0,44 milioni di chilometri quadrati, rendendo la previsione SIO di agosto 2023 coerente con il valore mediano osservato (vedere Figura 3 del rapporto post-stagione SIO 2022).
Figura 4. Distribuzione dei contributori SIO per le stime di agosto dell’estensione del ghiaccio marino dell’Alaska di settembre 2023. Immagine per gentile concessione di Matthew Fisher, NSIDC. Figura 4. Distribuzione dei contributori SIO per le stime di agosto dell’estensione del ghiaccio marino dell’Alaska di settembre 2023. Immagine per gentile concessione di Matthew Fisher, NSIDC.
Figura 5. Giugno (a sinistra), luglio (al centro) e agosto (a destra) 2023 invii della previsione del ghiaccio marino della regione dell’Alaska, ordinati per metodo. L’estensione osservata del ghiaccio marino di settembre 2022 per i mari Bering-Chukchi-Beaufort era di 0,47 milioni di chilometri quadrati. Immagine per gentile concessione di Matthew Fisher, NSIDC.
Previsioni Pan-Artiche con Metodi Spaziali
Abbiamo ricevuto sette previsioni sulla probabilità del ghiaccio marino di settembre (SIP) e cinque sulla data senza ghiaccio (IFD, utilizzando sia una soglia di concentrazione di ghiaccio marino del 15% sia dell’80%).
Figura 6. Previsioni sulla probabilità del ghiaccio marino di settembre da 7 modelli, la previsione multimodello (in basso al centro) e l’incertezza tra le previsioni, quantificata come deviazione standard (in basso a destra). Le previsioni SIP sono generalmente simili a quelle di luglio, con una leggera riduzione dell’incertezza. È interessante notare che le previsioni mostrano valori SIP relativamente alti nel mare di Laptev (ad eccezione della previsione IAP LASG), che negli anni recenti ha spesso subito un significativo scioglimento. Al contrario, si prevede che la “lingua di ghiaccio marino” della Siberia orientale si sciolga per lo più o mostri una copertura ridotta.
Figura 7. Previsioni sulla data senza ghiaccio (IFD) utilizzando una soglia SIC del 15% (fila superiore) e una soglia SIC dell’80% (fila inferiore). Le previsioni IFD mostrano che siamo vicini alla fine della stagione di scioglimento, con una perdita relativamente piccola di ghiaccio marino (mostrato dalle coperture ridotte di IFD durante agosto o settembre). Queste previsioni, tuttavia, aiutano a comprendere le differenze tra i modelli nelle loro previsioni SIP sopra indicate. Ad esempio, IAP LASG prevede lo scioglimento del ghiaccio marino durante agosto attorno al mare di Laptev, mentre le previsioni di altri modelli mantengono la copertura di ghiaccio in questa regione.
Per quanto riguarda le previsioni IFD80, c’è incertezza nella previsione riguardo la SIC sulla regione centrale dell’Artico, con alcuni modelli che prevedono aree significative per rimanere sopra l’80% SIC (GFDL, RASM), mentre altri prevedono SIC al di sotto dell’80% alla fine dell’estate in tutto l’Artico centrale (ad es., IAP LASG).
Questo mese abbiamo ricevuto due contributi sulle condizioni iniziali di SIC e spessore del ghiaccio marino (SIT) (Figura 8).
Figura 8. SIC e SIT IC nei modelli RASM e GFDL. Sebbene su larga scala ci sia un ragionevole accordo sulle IC di SIC e SIT, ci sono anche significative differenze in particolari regioni (in particolare nei mari di Kara e Siberia orientale), che probabilmente aiutano a spiegare alcune delle differenze nelle previsioni SIP e IFD tra i due modelli.
Previsioni Antartiche
Sette prospettive sono state ricevute per questa chiamata di agosto. Tutti i gruppi, eccetto uno (NCEP-EMC), prevedono una copertura di ghiaccio marino medio di settembre in Antartide al di sotto della media (Figura 9). Si nota che la previsione NCEP-EMC non è corretta per bias, e raccomandiamo cautela nell’interpretarla – specialmente considerando l’aumento della previsione dell’estensione del ghiaccio marino antartico con l’anticipo della previsione.
Il 20 agosto 2023, l’anomalia dell’estensione quotidiana del ghiaccio marino antartico era di 2,2 milioni di chilometri quadrati al di sotto della media del 1981-2020, secondo l’indice di ghiaccio marino NSIDC. Ciò conferma il comportamento eccezionale del ghiaccio marino australe nel 2023, che ha seguito valori da record per otto mesi.
Il mese scorso, abbiamo affermato che era più probabile che no che il ghiaccio marino antartico avrebbe raggiunto un minimo storico a settembre. Data la continua lenta formazione del ghiaccio marino e il segno coerente delle previsioni, ora aumentiamo questo livello di confidenza a “molto probabile”.
Figura 9. Serie storica dell’estensione osservata del ghiaccio marino antartico di settembre e previsioni dei modelli individuali di giugno, luglio, agosto. Vengono mostrate anche le previsioni climatologiche e di persistenza delle anomalie.
Condizioni Attuali
Condizioni Pan-Artiche
Durante il mese di luglio, il calo dell’estensione del ghiaccio marino è stato vicino alla media, con 93.300 km quadrati al giorno e è stato abbastanza costante durante il mese. Il tasso di calo vicino alla media è continuato fino a metà agosto. Alla fine di luglio, l’estensione era la dodicesima più bassa nei 45 anni di registrazioni satellitari. Pertanto, le condizioni non erano estreme rispetto agli anni recenti, ma hanno continuato una tendenza di estensione estiva molto più bassa rispetto a prima del 2007.
Figura 10. Estensione giornaliera (basata su una media mobile di 5 giorni) fino al 14 agosto 2023 e confronti con gli ultimi quattro anni (2019-2022) e l’anno del record minimo del 2012. La media 1981-2010 è la linea grigia scura, circondata dall’intervallo interquartile (grigio medio) e dall’intervallo interdecile (grigio chiaro).
Nota: La Figura 10 proviene da NSIDC Charctic https://nsidc.org/arcticseaicenews/charctic-interactive-sea-ice-graph , basata sull’Indice del Ghiaccio Marino NSIDC, Fetterer et al., 2017 e sul prodotto di concentrazione del ghiaccio marino del NASA Team presso NSIDC (DiGirolamo et al., 2022; Meier et al., 2021) https://nsidc.org/data/seaice_index .
Le principali aree di perdita durante il mese erano nei mari di Beaufort e Chukchi, dove il bordo del ghiaccio si è ritirato lontano dalla costa. Il ghiaccio si è anche ritirato nel Mar Siberiano Orientale orientale e nel Mare di Laptev, sebbene alla fine di luglio una lingua di ghiaccio estesa quasi fino alla costa nel Mar Siberiano Orientale occidentale rimanesse. Il ghiaccio si estendeva anche fino alla costa della Penisola di Taymyr, mantenendo la Rotta del Mare del Nord chiusa. A metà agosto, la lingua di ghiaccio nel Mar Siberiano Orientale si era in gran parte erosa, ma il ghiaccio rimaneva ancora nelle vicinanze della Penisola di Taymyr. Il ghiaccio ha iniziato a sgombrare dai canali dell’Arcipelago Canadese alla fine di luglio e a metà agosto la rotta (meridionale) Amundsen attraverso il Passaggio a Nord-Ovest era aperta e la rotta settentrionale si stava anch’essa sgombrando.
Figura 11. Concentrazione di ghiaccio marino per il 20 agosto 2023 dal NSIDC Arctic Sea Ice News and Analysis, basato sull’Indice del Ghiaccio Marino NSIDC (Fetterer et al., 2017) e sul prodotto di concentrazione del ghiaccio marino del NASA Team presso NSIDC (DiGirolamo et al., 2022; Meier et al., 2021). La posizione media del bordo del ghiaccio dal 1981 al 2010 è in arancione.
Nota: Per i dati attuali, consultare NSIDC Arctic Sea Ice News and Analysis https://nsidc.org/arcticseaicenews e NSIDC Sea Ice Index https://nsidc.org/data/seaice_index .
Le temperature durante il mese di luglio sono state moderate nella maggior parte dell’Artico, con l’eccezione delle condizioni molto calde nel Mar di Beaufort orientale, dove le temperature dell’aria al livello di 925 mb dell’atmosfera erano fino a 7 gradi C sopra la media. Le temperature dell’aria sopra il Mare di Laptev erano da 1 a 3 gradi C sotto la media. Altrove, le temperature erano vicine alla media.
Figura 12. Anomalia della temperatura media dell’aria di luglio 2023 al livello di 925 mb. NOAA Physical Sciences Laboratory, Boulder, Colorado (Kalnay et al., 1996).
Il modello di pressione al livello del mare di luglio è stato caratterizzato da una bassa pressione sul Mare di Laptev e da una alta pressione centrata sull’Arcipelago Canadese. Questo modello di anomalia a di-polo ha risultato in un gradiente di pressione piuttosto forte attraverso l’Artico centrale, che ha portato a venti rafforzati e a un maggiore trasporto di ghiaccio marino dal lato Pacifico dell’Artico verso il lato Atlantico.
Figura 13. Pressione al livello del mare per luglio 2023. NOAA Physical Sciences Laboratory, Boulder, Colorado (Kalnay et al., 1996).
Le anomalie geopotenziali a 500 hPa (“Z500”, circa 5,5 chilometri sopra l’atmosfera) dal 1 giugno al 16 agosto 2023 (calcolate dalla rianalisi ERA5) mostrano anomalie negative sull’Artico Siberiano e anomalie positive su Svalbard e la CAA (Figura 14). Il modello estivo di anomalie di altezza geopotenziale a 500 hPa che covaria con l’estensione del ghiaccio marino di settembre può anche aiutare a spiegare l’incertezza delle previsioni nelle previsioni SIO. Le estati con anomalie Z500 basse tendono ad avere più ghiaccio marino (e previsioni che tendono a sottovalutare il SIE) e viceversa (Blanchard-Wrigglesworth et al., 2023). Nella Figura 14 mostriamo il modello canonico estivo e il modello osservato finora (1 giugno – 16 agosto) delle anomalie Z500 per l’estate 2023.
Figura 14. (a sinistra) La regressione delle altezze di giugno-settembre (JJAS) a 500 hPa detrendate sull’estensione del ghiaccio marino di settembre detrendato dal 1979 al 2022 (in metri per milione di chilometri quadrati) – quando le altezze Z500 dell’Artico centrale sono basse, l’SIE di settembre tende ad essere anomalamante alto, e viceversa -, e (a destra) altezze anomale a 500 hPa dal 1 giugno al 16 agosto 2023.
Come abbiamo visto a luglio, il modello atmosferico durante l’estate corrente è per lo più ortogonale al modello canonico e, quindi, come primo ordine, non ci aspettiamo che la circolazione dell’estate corrente influisca fortemente sulle anomalie dell’estensione del ghiaccio marino pan-Artico di settembre.
Condizioni Regionali dell’Alaska Il ciclo stagionale dell’estensione giornaliera del ghiaccio marino nei mari dell’Alaska nel 2023 è rimasto vicino alla climatologia durante la stagione di fusione fino a metà luglio. Da allora, l’estensione del ghiaccio marino è diminuita bruscamente, con valori di metà agosto che si avvicinano a quelli del 2019 (Figura 15, in alto). Il ghiaccio marino del 2022 nel Chukchi era inferiore ai valori di metà agosto del 2023, mentre nel 2022 era superiore al 2023 nel Beaufort. Il ghiaccio marino dell’Alaska di agosto aveva concentrazioni inferiori nel 2023 rispetto al 2022 (Figura 15, in basso).
Figura 15. Ciclo stagionale giornaliero dell’Estensione del Ghiaccio Marino del Mar di Bering-Chukchi-Beaufort dal 2008 ad oggi e mostra la climatologia mediana del 1981-2010 (in alto). Concentrazione di ghiaccio marino del 20 agosto 2022 (in basso a sinistra) e 2023 (in basso a destra).
Riferimenti
Blanchard‐Wrigglesworth, E., Bushuk, M., Massonnet, F., Hamilton, L.C., Bitz, C.M., Meier, W.N. e Bhatt, U.S., 2023. Capacità previsionale dell’outlook del ghiaccio marino artico 2008–2022. Geophysical Research Letters, 50(6), p.e2022GL102531.
DiGirolamo, N., C. L. Parkinson, D. J. Cavalieri, P. Gloersen e H. J. Zwally. (2022). Concentrazioni di ghiaccio marino da Nimbus-7 SMMR e DMSP SSM/I-SSMIS dati passivi a microonde, Versione 2 [Set di dati]. Boulder, Colorado USA. NASA National Snow and Ice Data Center Distributed Active Archive Center. https://doi.org/10.5067/MPYG15WAA4WX. Data di accesso 15-08-2023.
Fetterer, F., K. Knowles, W. N. Meier, M. Savoie e A. K. Windnagel. (2017). Indice del ghiaccio marino, Versione 3 [Set di dati]. Boulder, Colorado USA. National Snow and Ice Data Center. https://doi.org/10.7265/N5K072F8. Data di accesso 20-08-2023.
Kalnay et al., Il progetto di rianalisi NCEP/NCAR di 40 anni, Bull. Amer. Meteor. Soc., 77, 437-470, 1996.
https://www.arcus.org/sipn/sea-ice-outlook/2023/august