Rapporto delle Prospettive
Sommario Esecutivo
Ringraziamo tutti i gruppi e gli individui che hanno presentato le Prospettive di luglio in questo sedicesimo anno del Sea Ice Outlook. Ringraziamo anche la NSF per aver supportato le prospettive di quest’anno con i fondi del premio NSF #1331083.
Questo mese abbiamo ricevuto 30 previsioni dell’estensione del ghiaccio marino pan-artico di settembre. Di questi, 9 includevano previsioni regionali dell’estensione del ghiaccio marino dell’Alaska, e 8 includevano previsioni dell’estensione del ghiaccio marino antartico. Il valore mediano previsto in luglio per l’estensione del ghiaccio marino pan-artico di settembre è di 4,66 milioni di chilometri quadrati con valori interquartili di 4,51 e 4,87 milioni di chilometri quadrati, mentre le previsioni individuali variano tra 3,12 e 5,30 milioni di chilometri quadrati. Notiamo che la previsione più bassa è un outlier, e l’unica previsione che predice un nuovo record di estensione del ghiaccio marino di settembre (il record attuale è settembre 2012, con un’estensione del ghiaccio marino di 3,57 milioni di chilometri quadrati).
La previsione mediana dell’estensione del ghiaccio marino dell’Alaska è di 0,55 milioni di chilometri quadrati e la previsione mediana dell’estensione del ghiaccio marino antartico è di 17,85 milioni di chilometri quadrati, che sarebbe la seconda più bassa estensione del ghiaccio marino antartico di settembre registrata. La metà delle previsioni antartiche prevede un’estensione di ghiaccio marino record bassa (vedi sotto per ulteriori dettagli).
Rispetto alle previsioni SIO di giugno, la previsione mediana di luglio è leggermente più alta (4,66 milioni di chilometri quadrati vs 4,54 milioni di chilometri quadrati), e l’intervallo interquartile è più stretto (0,36 milioni di chilometri quadrati rispetto a 0,56 milioni di chilometri quadrati ), illustrando una minore incertezza inter-modello nelle previsioni.
Abbiamo anche ricevuto 15 previsioni dell’anomalia dell’estensione del ghiaccio marino artico di settembre, che è un numero record per questa metrica. La previsione mediana dell’anomalia dell’estensione del ghiaccio marino è di 0,32 milioni di chilometri quadrati, suggerendo che l’estensione del ghiaccio marino di settembre 2023 sarà leggermente superiore al valore di tendenza lineare a lungo termine atteso. Le previsioni variano da -0,84 milioni di chilometri quadrati a 0,96 milioni di chilometri quadrati, e l’intervallo interquartile è di 0,75 milioni di chilometri quadrati, significativamente maggiore dell’intervallo interquartile per l’estensione assoluta del ghiaccio marino di settembre menzionato sopra.
Nove gruppi hanno presentato materiali supplementari (vedi: Rapporti Completi dei Contribuenti e Materiali Supplementari sotto). I contenuti del materiale supplementare variano tra i contributi, ma possono includere figure aggiuntive e informazioni sulla metodologia incluso (1) come vengono prodotte le previsioni; (2) numero di membri dell’ensemble utilizzati nelle previsioni; (3) se e come vengono applicate le correzioni di bias; (4) diffusione dell’ensemble, gamma di previsioni, incertezze e altre statistiche; e (5) se è stato o meno eseguito il post-processing.
Questo Rapporto delle Prospettive di luglio è stato sviluppato dall’autore principale Edward Blanchard-Wrigglesworth, Università di Washington (Sommario Esecutivo, Panoramica delle previsioni pan-artiche, e discussione delle previsioni dai campi spaziali); Walt Meier, Centro Nazionale per i Dati sul Ghiaccio e la Neve (Discussione sulle condizioni attuali dell’Artico); Uma Bhatt, Università dell’Alaska Fairbanks (Panoramica delle previsioni regionali dell’Alaska, discussione delle previsioni dell’anomalia del ghiaccio marino pan-artico, e condizioni del ghiaccio nei mari di Bering e Chukchi); François Massonnet, Université catholique de Louvain (Discussione dei contributi antartici); Matthew Fisher e il Team di Sviluppo NSIDC, (statistiche e grafici); Betsy Turner-Bogren e Helen Wiggins, ARCUS (coordinamento e editing 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.
Vedi: July Call for Contributions
Previsioni 2023 SIO (Pan-Artico, Regione dell’Alaska, Previsioni Spaziali e Antartide) Previsioni del Ghiaccio Marino Pan-Artico
Figura 1. Distribuzione dei contributori SIO per le stime di luglio dell’estensione del ghiaccio marino pan-artico di settembre 2023. I contributi del pubblico/cittadini includono Simmons e Sun. Immagine per gentile concessione di Matthew Fisher, NSIDC.
Figura 2. Le proposte di giugno (a sinistra) e luglio (a destra) 2023 del Pan-Artic Sea Ice Outlook, ordinate per metodo. La mediana di luglio del metodo Statistico/ML (centro a sinistra in rosa) è di 4,71 milioni di chilometri quadrati e la mediana per i Metodi Dinamici (estrema destra in verde) è di 4,40 milioni di chilometri quadrati. Il punto arancione rappresenta un singolo contributo che ha utilizzato Metodi Misto/Altri in giugno. Non ci sono stati contributi di luglio utilizzando metodi euristici. Immagine per gentile concessione di Matthew Fisher, NSIDC.
Anomalie dell’Estensione del Ghiaccio Marino Pan-Artico
Questo è il terzo anno che il SIO ha richiesto previsioni delle anomalie dell’estensione media del ghiaccio marino di settembre. L’anomalia pan-artica è la deviazione dell’Outlook di estensione di settembre dei contributori rispetto al loro trend di base adottato (ad es., il trend nelle osservazioni storiche, retroproiezioni del modello, ecc.). Questo è motivato dalla prospettiva di ridurre l’incertezza della previsione di estensione SIO che può derivare da modelli con diversi trend, stati medi e metodologie di post-processing. Le 15 previsioni di anomalie variano da -0,84 a +0,96 milioni di chilometri quadrati, con quattro sotto e 11 sopra la linea di base dei contributori (Figura 3 in alto). Le anomalie osservate variano da -1,24 (2012) a 0,79 (2006) milioni di chilometri quadrati (Figura 3 in basso). La previsione di anomalia SIO pan-artica di luglio 2023 ha una mediana di 0,32 milioni di chilometri quadrati e un intervallo interquartile di 0,65 milioni di chilometri quadrati. Sorprendentemente, l’incertezza nelle previsioni di anomalia SIO di luglio è significativamente maggiore dell’incertezza nelle previsioni di anomalia SIO di giugno.
Figura 3. Previsione di anomalia pan-artica di luglio 2023 classificata per invio (in alto) e anomalie osservate con previsioni di luglio (in basso). La previsione mediana di luglio 2023 era di 0,32 milioni di chilometri quadrati.
Previsioni Regionali dell’Alaska
La mediana multimodale per la previsione SIO di luglio 2023 per i mari dell’Alaska è di 0,55 milioni di chilometri quadrati, con un range da un minimo di 0,31 a un massimo di 0,76 milioni di chilometri quadrati (Figura 4). Le previsioni del modello dinamico variano da un minimo di 0,31 a un massimo di 0,86 milioni di chilometri quadrati con una mediana di 0,36 milioni di chilometri quadrati. Le previsioni del modello statistico variano da un minimo di 0,42 a un massimo di 0,76 milioni di chilometri quadrati con una mediana di 0,59 milioni di chilometri quadrati. Le previsioni statistiche mostrano una dispersione (intervallo interquartile di 0,18) simile a quella dei modelli dinamici (intervallo interquartile di 0,16) (Figura 5). Per mettere questi in prospettiva storica, l’estensione media 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 per il 2023 leggermente superiore a tutti i valori mediani osservati (vedi Figura 3 del rapporto post-stagione SIO 2022 2022 Postseason SIO report. ).
Figura 4. Distribuzione dei contributori SIO per le stime di luglio dell’estensione del ghiaccio marino regionale dell’Alaska di settembre 2023. Immagine per gentile concessione di Matthew Fisher, NSIDC.
Figura 4. Distribuzione dei contributori SIO per le stime di luglio dell’estensione del ghiaccio marino regionale dell’Alaska di settembre 2023. Immagine per gentile concessione di Matthew Fisher, NSIDC.
Previsioni Pan-Artiche con Metodi Spaziali
Questo mese abbiamo ricevuto otto previsioni di probabilità di ghiaccio marino a settembre (SIP, la frazione dei membri dell’ensemble che proiettano una concentrazione di ghiaccio a settembre superiore al 15%). In linea con le previsioni SIP di giugno, le previsioni SIP di luglio tendono a prevedere condizioni di mare aperto nel Mare di Laptev, sebbene persista l’incertezza (ad es. confronta le previsioni RASM e GFDL). Le previsioni tendono anche a prevedere una ‘lingua’ di ghiaccio marino a settembre meno prominente nella Siberia orientale (in particolare le previsioni SYSU).
Figura 6. Probabilità di ghiaccio marino a settembre da 8 previsioni, la previsione del modello multimodale e deviazione standard attraverso le 8 previsioni.
Figura 7. Previsioni della data di scomparsa del ghiaccio utilizzando una soglia SIC del 15% (IFD15, riga superiore) e una soglia SIC dell’80% (IFD80, riga inferiore). Le aree di colore rosso scuro indicano che il SIC non scende al di sotto dei valori di soglia durante il periodo di previsione.
Questo mese abbiamo anche ricevuto 6 previsioni della data di scomparsa del ghiaccio. Come visto nelle previsioni di giugno, l’IFD15 è molto incerto lungo le aree costiere dell’Oceano Artico. Si noti ad esempio il contrasto nelle previsioni IFD per il Laptev tra le previsioni RASM e SYSU. È interessante notare che la maggior parte dei modelli prevede che il SIC scenda al di sotto dell’80% sulla maggior parte dell’Artico centrale entro la fine del periodo di fusione (fila inferiore), con solo due previsioni (RASM e GFDL) che prevedono aree significative di SIC superiori all’80% da persistere durante l’estate.
Figura 8. Condizioni iniziali delle previsioni di luglio SIO di concentrazione di ghiaccio marino (fila superiore) e spessore del ghiaccio marino (fila inferiore) per tre modelli.
Come visto a giugno, le condizioni iniziali sono coerenti nei grandi schemi, poiché le previsioni sono inizializzate con ghiaccio spesso a nord della Groenlandia e dell’Arcipelago Artico Canadese e ghiaccio più sottile verso la Siberia. La previsione RASM è inizializzata con ghiaccio marino relativamente spesso nei mari di Laptev e Kara, che probabilmente aiuta a spiegare le alte previsioni SIP / IFD tardive dello stesso modello mostrato sopra (si noti come gli altri due modelli siano inizializzati con ghiaccio marino molto più sottile in queste regioni). In termini di inizializzazione SIC, è interessante notare il modello nel GFDL (e in misura minore nel RASM), che è inizializzato con SIC relativamente bassi nel Mare di Laptev settentrionale che si estende quasi fino al Polo Nord.
Previsioni Antartiche
Al 16 luglio 2023, l’estensione del ghiaccio marino antartico continua ad aumentare a un ritmo eccezionalmente basso. Il valore segnalato dall’NSIDC al 14 luglio (13,01 milioni di chilometri quadrati) equivale al valore raggiunto in media (1981-2010) il 14 giugno; ovvero, lo sviluppo stagionale del ghiaccio marino antartico circolare è quello climatologico ritardato di un mese. L’attuale anomalia dell’estensione del ghiaccio marino è del 17% sotto la media e rappresenta un’anonimia di oltre -4 deviazioni standard, un evento mai visto fino ad ora nel record satellitare.
Quattro delle otto previsioni di ghiaccio marino antartico ricevute per questa previsione di luglio anticipano un nuovo minimo record per settembre 2023. La previsione di persistenza dell’anomalia (anomalia dell’estensione del ghiaccio marino di giugno aggiunta alla media di settembre) prevede un evento da record. I modelli che prevedono condizioni sopra la media sono dinamici (NCEP-EMC e UCLouvain), e dovrebbe essere esercitata cautela per questi due modelli date le deviazioni sistematiche nella loro rappresentazione dell’Oceano Meridionale.
Sulla base delle attuali previsioni e dei dati osservativi più recenti, gli autori ritengono che sia più probabile che l’estensione media del ghiaccio marino antartico in settembre raggiungerà un livello minimo mai registrato in precedenza. In altre parole, è più probabile che l’estensione del ghiaccio marino in Antartide sarà inferiore a qualsiasi altro valore precedentemente registrato per settembre.
Figura 9. Le previsioni del ghiaccio marino antartico per giugno e luglio 2023, insieme al record satellitare osservato dell’estensione del ghiaccio marino. Figura 9. Le previsioni del ghiaccio marino antartico per giugno e luglio 2023, insieme al record satellitare osservato dell’estensione del ghiaccio marino.
Condizioni Attuali
Condizioni Pan-Artiche
L’estensione del ghiaccio marino è diminuita a un ritmo quasi medio durante giugno, rimanendo sopra i livelli del 2012 e leggermente sopra l’anno scorso (Figura 10). A metà luglio, il tasso di perdita di estensione si è accentuato e l’estensione è scesa al di sotto dello scorso anno, ma rimane sopra il 2012.
Figura 10. Estensione giornaliera (basata su una media mobile di 5 giorni) fino al 17 luglio 2023 e confronti con il 2012 (l’estensione minima record) e l’anno scorso. La mediana del 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 NSIDC Charctic , basata su NSIDC Sea Ice Index, Fetterer et al., 2017 NSIDC Sea Ice Index, Fetterer et al., 2017 e il prodotto di concentrazione di ghiaccio marino NASA Team presso NSIDC (DiGirolamo et al., 2022; Meier et al., 2021).
Il ghiaccio marino si è sciolto presto nella Baia di Hudson e a metà luglio, la baia era sostanzialmente priva di ghiaccio. La concentrazione di ghiaccio nei mari di Beaufort, Siberia orientale e Laptev era al di sotto della norma rispetto alla mediana del 1981-2010, ma questo è stato tipico in molti anni recenti (Figura 11). L’estensione del ghiaccio marino era quasi normale nel mare di Chukchi e nei mari di Barents e Groenlandia orientale. Sebbene ancora coperta di ghiaccio, si osserva una regione di ghiaccio a concentrazione più bassa che si estende a nord e ovest del Mare della Siberia orientale. Questa regione a bassa concentrazione è visibile anche nelle immagini a microonde passive ad alta risoluzione e visibili. Questa è un’area che potrebbe iniziare a sciogliersi nelle prossime settimane.
Figura 11. Estensione del ghiaccio marino per il 17 luglio 2023.
Nota: La figura 11 proviene da NSIDC Arctic Sea Ice News and Analysis NSIDC Arctic Sea Ice News and Analysis , basata su NSIDC Sea Ice Index, Fetterer et al., 2017 NSIDC Sea Ice Index, Fetterer et al., 2017 e il prodotto di concentrazione di ghiaccio marino NASA Team presso NSIDC (DiGirolamo et al., 2022; Meier et al., 2021).
Le condizioni atmosferiche sono state di nuovo moderate durante giugno, continuando il carattere generale da maggio. Le temperature dell’aria al livello di 925 mb per giugno erano quasi normali su gran parte dell’Oceano Artico (Figura 12). Le temperature erano da 1-2 C inferiori alla media nei mari di Chukchi, Barents e Kara, e fino a 4 C sotto la media nella Baia di Baffin. Le uniche regioni con temperature superiori alla media erano nel Mare di Beaufort, l’Arcipelago Canadese e la Baia di Hudson. Le temperature del Mare di Beaufort e dell’Arcipelago Canadese erano da 1-2 C superiori alla media. La Baia di Hudson era il “punto caldo” per giugno nell’Artico, con temperature nella parte occidentale della Baia da 4-5 C sopra la media.
Figura 12. Anomalia della temperatura dell’aria di giugno 2023 al livello di 925 mb. Nota: L’immagine della Figura 12 è fornita dal NOAA Physical Sciences Laboratory, Boulder Colorado (Kalnay et al., 1996).
La pressione a livello del mare era generalmente bassa sull’Oceano Artico (Figura 13), in particolare sul lato siberiano dell’Artico. Questo indica condizioni più nuvolose del normale, che potrebbero aver rallentato lo scioglimento. Tuttavia, la bassa pressione ha portato venti da sud che hanno contribuito a formare le aree di acqua aperta vicino alla costa nei mari della Siberia orientale e di Laptev (come si vede nella Figura 11) e le concentrazioni ridotte che si estendono a nord e ovest.
Figura 13. Pressione a livello del mare per giugno 2023. Nota: L’immagine della Figura 13 è fornita dal NOAA Physical Sciences Laboratory NOAA Physical Sciences Laboratory , Boulder Colorado (Kalnay et al., 1996).
Le anomalie geopotenziali a 500 hPa (‘Z500’, a circa 5,5 chilometri di altezza nell’atmosfera) per il periodo dall’1 giugno al 12 luglio 2023 (calcolate dalla rianalisi ERA5) mostrano anomalie negative sull’Artico siberiano e anomalie positive su Svalbard e il CAA (Figura 14). Il modello estivo di anomalie di altezza geopotenziale a 500 hPa che varia con l’estensione del ghiaccio marino di settembre può anche contribuire a spiegare l’incertezza delle previsioni nelle previsioni SIO, con estati che presentano anomalie di Z500 basse tendono ad avere più ghiaccio marino (e previsioni che tendono a sottovalutare SIE) e viceversa (Blanchard-Wrigglesworth et al, 2023). Nella Figura 14 mostriamo il modello estivo canonico, e il modello finora (1 giugno – 12 luglio) osservato di anomalie Z500 per l’estate 2023.
Figura 14. (A) La regressione delle altezze di 500 hPa di giugno-settembre (JJAS) detrendate sull’estensione del ghiaccio marino di settembre detrendato nel periodo 1979-2022 (in metri per milione di chilometri quadrati) – quando le altezze Z500 dell’Artico centrale sono basse, l’estensione del ghiaccio marino di settembre tende ad essere anomala alta, e viceversa -, e (B) altezze anomale di 500 hPa dal 1 giugno al 12 luglio 2023.
Il confronto delle anomalie del 2023 con il modello canonico mostra che sono per lo più ortogonali tra loro, in altre parole, l’atmosfera nel periodo giugno-inizio luglio 2023 è stata abbastanza neutra in termini di forzatura delle anomalie di ghiaccio marino di un segno o dell’altro, come sopra menzionato. Pertanto, come misurato da questa metrica, il tempo estivo del 2023 non è atteso, in questo momento, a portare a grandi errori medi SIO (positivi o negativi). Continueremo a monitorare questa metrica delle anomalie meteorologiche ad agosto e settembre.
Condizioni Regionali dell’Alaska
Il ciclo stagionale dell’estensione giornaliera del ghiaccio marino nei mari dell’Alaska nel 2023 è rimasto al di sotto della climatologia fino a maggio e successivamente ha seguito la climatologia fino a metà luglio (media 1981-2010) (Figura 15, in alto). Il 16 luglio 2023, il ghiaccio marino è leggermente più esteso nel Mar dei Ciukci e meno esteso nel Mar di Beaufort rispetto a un anno fa (Figura 15, in basso)
Figura 15. Ciclo stagionale giornaliero dell’Estensione del Ghiaccio Marino del Mare di Bering-Ciukci-Beaufort dal 2008 ad oggi e che mostra la climatologia della media del 1981-2010 (in alto). Concentrazione del ghiaccio marino di giugno il 16 luglio 2022 (in basso a sinistra) e 16 luglio 2023 (in basso a destra).
Riferimenti
DiGirolamo, N., C. L. Parkinson, D. J. Cavalieri, P. Gloersen, e H. J. Zwally. (2022). Concentrazioni di ghiaccio marino da Nimbus-7 SMMR e dati passivi a microonde DMSP SSM/I-SSMIS, 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 18-07-2023.
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 18-07-2023.
Kalnay et al., Il progetto di rianalisi NCEP/NCAR di 40 anni, Bull. Amer. Meteor. Soc., 77, 437-470, 1996.
Meier, W. N., J. S. Stewart, H. Wilcox, M. A. Hardman, e D. J. Scott. (2021). Quasi in tempo reale DMSP SSMIS Concentrazioni giornaliere di ghiaccio marino polare su griglia, Versione 2 [Set di dati]. Boulder, Colorado USA. NASA National Snow and Ice Data Center Distributed Active Archive Center. https://doi.org/10.5067/YTTHO2FJQ97K. Data di accesso 18-07-2023.