Współczesne zmiany powierzchni lodów morskich na wodach wokółantarktycznych - problemy i niejasności

Marsz, A. A.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Współczesne zmiany powierzchni lodów morskich na wodach wokółantarktycznych - problemy i niejasności

Autorzy

Marsz A. A.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

httpocean_am_gdynia_plpkppkp21marsz-pkp21.pdf

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Contemporary changes in the sea ice extent in the waters surrounding the antrctica - problems and ambiguities

Języki publikacji

Abstrakty

Praca charakteryzuje trendy zmian powierzchni zlodzonej na wodach wokółantarktycznych w latach 1979-2010. Stwierdza się występowanie dodatniego trendu rocznego powierzchni zlodzonej (+15.6ź103 km2źrok-1) o wysokiej istotności statystycznej (p < 0.001). Dodatnie trendy występują we wszystkich miesiącach roku, z tego trendy te są statystycznie istotne w okresie od maja do października. Najsilniejsze trendy dodatnie występują w okresie rozrastania się pokrywy lodowej (marzec-lipiec). W ujęciu regionalnym w czterech z pięciu sektorów Antarktyki trendy są dodatnie, z czego tylko w jednym – sektorze Morza Rossa – trend jest istotny statystycznie, w jednym sektorze (mórz Amundsena i Bellingshausena) – występuje statystycznie istotny trend ujemny. Analiza przyczyn występowania dodatniego trendu powierzchni zlodzonej na wodach wokółantarktycznych, pozwala wskazać jako główną przyczynę rozrostu pokrywy lodowej cyrkulację atmosferyczną. Te same procesy cyrkulacyjne są przyczyną zarówno ogólnego wzrostu powierzchni lodów na wodach wokółantarktycz-nych, jak jednoczesnego jej spadku w rejonie Morza Bellingshausena i wzrostu temperatury powietrza nad Półwyspem Antarktycznym. Zmiany cyrkulacji atmosferycznej następują pod wpływem zmian zasobów ciepła w SW części subtropikalnego Pacyfiku (~30°N, 170-160°W), które wymuszają zwiększoną lub zmniejszoną powtarzalność lokowania się górnego klina na długości geograficznej Morza Rossa i górnej zatoki na pograniczu mórz Amundsena i Bellingshausena. Zmiany temperatury wody powierzchniowej w tym rejonie objaśniają około 28% międzyrocznej zmienności rocznej powierzchni zlodzonej na wodach wokółantarktycznych, występujący w niej trend dodatni, spadek powierzchni zlodzonej na Morzu Bellingshausena i wzrost temperatury powietrza w rejonie Półwyspu Antarktycznego.

This work describes trends in changes in sea ice extent in the waters in the vicinity of the Antarctica in the years 1979-2010. A positive trend in the annual ice extent (+15.6ź103 km2źyear-1) with high statistical significance (p <0.001) was observed. Positive trends occur in all months of the year and statistically significant trends are noted in the period from May to October. The strongest positive trends occur in the period when ice cover grows (March-July). Regionally, in four out of the five sectors of the Antarctica, trends are positive but only in one - the Ross Sea sector - the trend is statistically significant and in one sector (the Amundsen and Bellingshausen seas) there is a statistically significant negative trend. Analysis of the causes of the positive trend in the sea ice extent indicates that the primary role in the growth of ice extent is attributed to atmospheric circulation. The same circulation processes are responsible for both an overall increase in the ice extent in the region of the Antarctica and in the simultaneous decrease in the ice extent in the Bellingshausen Sea and the growth in air temperature over the Antarctic Peninsula. Changes in atmospheric circulation are influenced by heat resources in the south-western part of the subtropical Pacific (~ 30°N, 170-160°W). These heat resources cause that the same location of the upper ridge of high pressure at the Ross Sea longitude and the upper trough on the border of the Amundsen and Bellingshausen seas is repeated more or less frequently. SST changes in this region explain about 28% of the interannual variability of annual sea ice extent in the area of the Antarctic waters. They also explain the positive trend noted there and the decline in sea ice extent in the Bellingshausen Sea and increase in the air temperature in the region of the Antarctic Peninsula.

Słowa kluczowe

lody morskie trendy temperatura wody powierzchniowej temperatura powietrza zmiany klimatu fale długie Antarktyka

Antarctic sea ice trends SAT long wave climate change SST

Wydawca

Stowarzyszenie Klimatologów Polskich

Czasopismo

Problemy Klimatologii Polarnej

Rocznik

2011

Tom

nr 21

Strony

7--38

Opis fizyczny

Bibliogr. 57 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Marsz A. A.

Katedra Meteorologii i Oceanografii Nautycznej WN, Akademia Morska ul. Sędzickiego 19, 81–374 Gdynia, aamarsz@am.gdynia.pl

Bibliografia

1. Ackley S., Wadhams P., Comiso J.C., Worby A.P., 2003. Decadal decrease of Antarctic sea ice extent inferred from whaling records revisited on the basis of historical and modern sea ice records. Polar Research 22 (1): 19–25.
2. Arblaster J., Meehl G.A., 2006. Contributions of external forcings to Southern Annular Mode trends. Journal of Climate, 19 (12): 2896–2905.
3. Cavalieri D.J., Gloersen P., Parkinson C.L., Comiso J.C., Zwally H.J., 1997. Observed hemispheric asymmetry in global sea ice changes. Science, 278 (5340): 1104-1106, DOI: 10.1126/science.278.5340.1104.
4. Chapman W.L., Walsh J.E, 2007. A synthesis of Antarctic temperatures. Journal of Climate, 20 (16): 4096–4117.
5. Comiso J.C., 2003. Large scale characteristics and variability of the global sea ice cover. [w:] Thomas D., Dieck-mann G.S. (red.) Sea Ice – An Introduction to its Physics, Biology, Chemistry, and Geology. Blackwell Science, Oxford, UK: 112–142.
6. Comiso J. C., Parkinson C.L., Gersten R., Stock L., 2008. Accelerated decline in the Arctic sea ice cover. Geo-physical Research Letters, 35, L01703, doi:10.1029/2007GL031972.
7. Comiso J.C., Nishio F., 2008. Trends in the sea ice cover using enhanced and compatible AMSR-E, SSM/I, and SMMR data. Journal of Geophysical Research, 113, C02S07, doi:10.1029/2007JC004257.
8. Curran M.A.J., van Ommen T.D., Morgan V.I., Phillips K.L., Palmer A.S., 2003. Ice core evidence for Antarctic sea ice decline since the 1950s. Science, 302 (5648): 1203–1206, DOI: 10.1126/science.1087888.
9. Dedrick K.R., Partington K., Van Woert M., Bertoia C.A., Benner D., 2001. U.S. National / Navy Ice Center Digital Sea Ice Data and Climatology. Canadian Journal of Remote Sensing 27: 457–475.
10. de la Mare W.K., 1997. Abrupt mid-twentieth-century decline in Antarctic sea ice extent from whaling records. Nature 389 (6645): 57–60.
11. de la Mare W.K., 2002. Whaling records and changes in Antarctic sea ice: consistency with historical records. Polar Record, 38: 355–358, DOI: 10.1017/S0032247400018040.
12. Dydina L.A., Rabcevič S.V., Ryžakov L.Yu., Savickij G.B., 1976. Formy atmosfernoj cirkulyacii v Yužnom polušarii. Trudy AANII, 330: 5–16.
13. Fetterer F., Knowles K., Meier W., Savoie M., 2002, updated 2009. Sea Ice Index. Boulder, CO: National Snow and Ice Data Center. Digital media (adres: http://nsidc.org/data/g02135.html).
14. Hall A., Visbeck M., 2002. Synchronous variability in the Southern Hemisphere atmosphere, sea ice, and ocean resulting from the Annular Mode. Journal of Climate, 15 (21): 3043–3057.
15. IPCC, 4 AR (2007):- Chapter 3:Trenberth K.E., Jones P.D., Ambenje P.,Bojariu R.,Easterling D.,Klein Tank A., Parker D., Rahimzadeh F., Renwick J.A.,Rusticucci M., Soden B. Zhai P. – Observations: surface and atmospheric climate change, ss. 336. [w:]: Climate Change 2007: The physical science basis. Contribution of working group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon S., Qin D., Manning M., Chen Z., Marquis M., Averyt K.B., - Chapter 4: Lemke P., Ren J., Alley R.B., Allison I., Carrasco J., Flato G., Fujii Y., Kaser G., Mote P., Thomas R.H., Zhang T. – Observations: Changes in Snow, Ice and Frozen Ground., ss. 383. [w:] Climate Change 2007: The physical science basis. Contribution of working group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, N, USA.
16. Johannessen O.M., Bengtsson L., Miles M.W., Kuzmina S.I., Semenov V.A., Alekseev G.V., Andrei P. Nagurnyi A.P., Victor F. Zakharov V.F., Bobylev L., Pettersson L., Hasselmann K., Cattle H.P., 2004. Arctic climate change: Observed and modeled temperature and sea-ice variability, Tellus, Ser. A, 56: 328– 341.
17. Kalnay E., Kanamitsu M., Kistler R., Collins W., Deaven D., Gandin L., Iredell M., Saha S., White G., Woollen J., Zhu Y., Leetmaa A., Reynolds B., Chelliah M., Ebisuzaki W., Higgins W., Janowiak J., Mo K.C., Rope-lewski C., Wang J., Jenne R., Joseph D., 1996. The NCEP/NCAR 40-Year Reanalysis Project. BAMS (Bulletin of the American Meteorological Society), 77 (3): 437–471.
18. Kejna M., 2008. Rozkład przestrzenny i zmienność temperatury powietrza na Antarktydzie w drugiej połowie XX wieku. Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, Toruń: 287 s.
19. Kruszewski G., 2002. Zlodzenie Zatoki Admiralicji – przebieg i uwarunkowania. Wydawnistwo Akademii Morskiej, Gdynia: 123 s.
20. Lefebvre W., Goosse H., Timmermann R., Fichefet T., 2004. Influence of the Southern Annular Mode on the sea ice–ocean system. Journal of Geophysical Research, 109, C09005, doi:10.1029/2004JC002403.
21. Marshall G.J., 2003. Trends in the Southern Annular Mode from observations and reanalyses. Journal of Climate, 16 (24): 4134–4143.
22. Marshall G.J., King, J.C., 1998. Southern hemisphere circulation anomalies associated with extreme Antarctic Peninsula winter temperatures. Geophysical Research Letters, 25: 2437–2440.
23. Marsz A.A., 2005. Trendy temperatury powierzchni oceanu w sektorze pacyficznym Oceanu Południowego w ostatnim 25-leciu (1980-2004). Problemy Klimatologii Polarnej, 15: 17–26.
24. Marsz A.A., 2007. Zmiany pokrywy lodów morskich I lodów szelfowych w Antarktyce. [w:] Styszyńska A., Marsz A.A. (red.), Zmiany klimatyczne w Arktyce I Antarktyce w ostatnim pięćdziesięcioleciu XX wieku i ich impli-kacje środowiskowe. Wydawnictwo Akademii Morskiej, Gdynia: 43–75.
25. Massom R.A., Stammerjohn S.E., Smith R.C., Pook M.J., Iannuzzi R.A., Adams N., Martinson D.G., Vernet M., Fraser W.R., Quetin L.B., Ross R.M., Massom Y., Krouse H.R., 2006. Extreme anomalous atmospheric circulation in the West Antarctic Peninsula region in austral spring and summer 2001/02, and its profound impact on sea ice and biota. Journal of Climate, 19 (15): 3544–3571.
26. Massom R.A., Stammerjohn S.E., Lefebvre W., Harangozo S.A., Adams N., Scambos T.A., Pook M.J., Fowler C., 2008. West Antarctic Peninsula sea ice in 2005: Extreme ice compaction and ice edge retreat due to strong anomaly with respect to climate. Journal of Geophysical Research, 113, C02S20, doi:10.1029/2007JC004239.
27. Murphy B.F., Pettre P., Simmonds I., 2002. Effects of changing baroclinicity on the southern hemisphere extra-tropical circulation. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 128 (584): 1807–1826.
28. Parkinson C.L., Comiso J.C., 2008. Antarctic sea ice parameters from AMSR-E data using two techniques and comparisons with sea ice from SSM/I. Journal of Geophysical Research, 113, C02S06, doi:10.1029/2007JC004253.
29. Raphael M.N., 2004. A zonal wave 3 index for the Southern Hemisphere. Geophysical Research Letters, 31, L23212, doi:10.1029/2004GL020365.
30. Raphael M.N., 2007. The influence of atmospheric zonal wave three on Antarctic sea ice variability. Journal of Geophysical Research, 112, D12112, doi:10.1029/2006JD007852.
31. Rayner N.A., Parker D.E., Horton E.B., Folland C.K., Alexander L.V., Rowell D.P., E. C. Kent E.C., Kaplan A., 2003. Global analyses of sea surface temperature, sea ice, and night marine air temperature since the late nineteenth century. Journal of Geophysical Research, 108(D14), 4407, doi:10.1029/2002JD002670.
32. Ryžakov L.Yu., 1976. Nekotorye kharakteristiki anomalnogo razvitiya form atmosernoj cirkulyacii Yužnogo polušariya v kholodnye vremya goda. Trudy AANII, 330: 17–29.
33. Ryžakov L.Yu., 2002a. Obzor atmosfernykh processov nad Antarktikoj v oktyabre - dekabre 2002 goda. RAE Kvartalnyj Byuletin, 4 (21): 33–36.
34. Ryžakov L.Yu., 2002b. Mnogoletnie tendecii povtoryaemosti form atmosernoj cirkulyacii yužnogo polušariya i ikh proyavleniya v sinoptičeskikh processakh Antarktiki. RAE Kvartalnyj Byuletin, 4 (21): 50–57.
35. Skvarca P., Rack W., Rott H., Ibarzábal y Donángelo T., 1998. Evidence of recent climatic warming on the eastern Antarctic Peninsula. Annals of Glaciology, 27: 628–632.
36. Smith T.M., Reynolds R.W., Peterson T.C., Lawrimore J., 2008. Improvements to NOAA's Historical Merged Land-Ocean Surface Temperature Analysis (1880-2006). Journal of Climate, 21 (10): 2283–2296.
37. Steig E.J., Schneider D.P., Rutherford S.D., Mann M.E., Comiso J.C., Shindell D.T., 2009. Warming of the Antarctic ice-sheet surface since the 1957 International Geophysical Year. Nature, 457: 459–462; doi:10.1038/nature07669.
38. Stroeve J., Holland M.M., Meier W., Scambos T., Serreze M., 2007. Arctic sea ice decline: Faster than forecast, Geophysical Research Letters, 34, L09501, doi:10.1029/2007GL029703.
39. Turner J., Harangozo S.A., Marshall G.J., King J.C., Colwell S.R., 2002. Anomalous atmospheric circulation over the Weddell Sea, Antarctica during the Austral summer of 2001/02 resulting in extreme sea ice conditions, Geophysical Research Letters, 29 (24), 2160, doi:10.1029/2002GL015565.
40. Turner J., Harangozo S.A., King J.C., Connolley W.M., Lachlan-Cope T.A., Marshal G.J., 2003. An exceptional winter sea-ice retreat/advance in the Bellingshausen Sea, Antarctica. Atmosphere-Ocean, 41 (2): 171–185; DOI: 10.3137/ao.410205.
41. Turner J., Cowell S.R., Marshall G.J., Lachlan-Cope T.A., Jones P.D., Lagun V., Iagovkina S., 2004. The SCAR READER Project: Toward a High-Quality Database of Mean Antarctic Meteorological Observations. Journal of Climate, 17 (14): 2890–2898.
42. Turner J., Comiso J. C., Marshall G. J., Lachlan-Cope T. A., Bracegirdle T, Maksym T, Meredith M. P., Wang Z., Orr A., 2009a. Non-annular atmospheric circulation change induced by stratospheric ozone depletion and its role in the recent increase of Antarctic sea ice extent. Geophysical Research Letters, 36 (8), L08502, doi:10.1029/2009GL037524.
43. Turner J., Bindschadler R., Convey P., di Prisco G., Fahrbach E., Gutt J., Hodgson D., Mayewski P., Summer-hayes C., 2009b. Antarctic climate change and the Environment. Scientific Committee on Antarctic Research, Scott Polar Research Institute. Cambridge: 526 s.
44. van den Broeke M.R., 2000a. On the interpretation of Antarctic temperature trends. Journal of Climate, 13 (21): 3885–3889.
45. van den Broeke M., 2000b. The Semi-Annual Oscillation and Antarctic climate. Part 3. The role of near-surface wind speed and cloudines. International Journal of Climatology, 20 (2): 117–130.
46. van den Broeke M., 2000c. The Semi-Annual Oscillation and Antarctic climate. Part 4 A note on sea ice cover in the Amundsen and Bellingshausen seas. International Journal of Climatology, 20 (4): 455–462.
47. van den Broeke M.R., 2000d. The semiannual oscillation and Antarctic climate, part 5: impact on the annual temperature cycle as derived from NCEP/NCAR re-analysis. Climate Dynamics, 16 (5): 369–377; DOI: 10.1007/s003820050334.
48. van Loon H., 1967. The half-yearly oscillations in middle and high southern latitudes and the coreless winter. Journal of Atmospheric Sciences, 24: 472–486
49. Vaughan S., 2000. Can Antarctic sea-ice extent be determined from whaling records? Polar Record, 36: 345–347.
50. Vaughan D.G., Marshall G.J., Connolley W.M., Parkinson C., Mulvaney R., Hodgson D.A., King J.C., Pudsey C.J., Turner J., 2003. Recent rapid regional climate warming on the Antarctic Peninsula. Climatic Change, 60 (3): 243–274, DOI: 10.1023/A:1026021217991.
51. Venegas S.A., 2003. The Antarctic Circumpolar Wave: A Combination of Two Signals? Journal of Climate, 16 (15): 2509–2525.
52. Vinnikov K.Y., Robock A., Stouffer R.J., Walsh J.E., Parkinson C.L., Cavalieri D.J., Mitchell J.F.B., Garrett D., Zakharov V.F., 1999. Global warming and Northern Hemisphere sea ice extent. Science, 286 (5446): 1934–1937; DOI: 10.1126/science.286.5446.1934.
53. Watkins A.B., Simmonds I., 2000. Current trends in Antarctic sea ice: The 1990s impact on a short climatology. Journal of Climate, 13: 4441–4451.
54. White W.B., Peterson R.G., 1996. An Antarctic circumpolar wave in surface pressure, wind, temperature and sea-ice extent. Nature, 380: 699–702.
55. Yuan X., Martinson D.G., 2000. Antarctic sea ice extent variability and its global connectivity. Journal of Climate, 13 (10): 1697–1717.
56. Yuan X., Li C., 2008. Climate modes in southern high latitudes and their impacts on Antarctic sea ice, Journal of Geophysical Research, 113, C06S91, doi:10.1029/2006JC004067.
57. Zwally H.J., Comiso J.C., Parkinson C.L., Cavalieri D.J., Gloersen P., 2002. Variability of Antarctic sea ice 1979-1998. Journal of Geophysical Research, 107, C53041.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BWM4-0034-0053