Rozkład przestrzenny oraz skala ocieplenia Arktyki Atlantyckiej w 30-leciu 1980-2009 i jej porównanie z 'wielkim ociepleniem Arktyki' lat 30. XX wieku

Marsz, A. A.; Styszyńska, A.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Rozkład przestrzenny oraz skala ocieplenia Arktyki Atlantyckiej w 30-leciu 1980-2009 i jej porównanie z 'wielkim ociepleniem Arktyki' lat 30. XX wieku

Autorzy

Marsz A. A. , Styszyńska A.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

httpocean_am_gdynia_plpkppkp21marsz-stys-pkp21.pdf

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Spatial distribution and the scale of the Atlantic Arctic warming in a 30-year period from 1980 to 2009 and its comparison with the 'great warming of the Arctic' in the 30-ties of the 20th century

Języki publikacji

Abstrakty

Praca analizuje procesy zmian temperatury powietrza w Arktyce Atlantyckiej, jakie zachodziły w czasie współczesnego ocieplenia Arktyki (1980-2009). Przeprowadzono analizę trendów rocznych i sezonowych, obliczono również roczne i sezonowe różnice temperatury między średnimi z lat 2007-2009, a średnimi z lat 1980-1982. Analiza wykazała silne, wykazujące znaczne zróżnicowanie regionalne, wzrosty temperatury rocznej i sezonowej. Najsilniejszy wzrost w badanym okresie następował w okresie jesieni i zimy. Najsilniejsze trendy temperatury powietrza jesienią (> 0.15°Crok-1) występują w rejonie północo-zachodniej części Morza Karskiego oraz w rejonie Spitsbergenu. Zimą wartości najsilniejszych trendów przesuwają się ku zachodowi w rejon Spitsbergenu, a same trendy ulegają wzmocnieniu (>0.2°Crok-1). W okresie lata wartości trendów są niewielkie (+0.04-0.06°Crok-1), ale nad obszarami morskimi są statystycznie istotne. W okresie wiosny, poza pojedynczymi stacjami, trendów statystycznie istotnych brak. Nad obszarami lądowymi Eurazji, za wyjątkiem Półwyspu Skandynawskiego, trendy temperatury we wszystkich sezonach (porach roku) są słabe i przeważnie nieistotne. Znacznie silniejsze, i na ogół statystycznie istotne, trendy temperatury (poza okresem wiosny) występują nad obszarami morskimi, zwłaszcza tymi, do których jest swobodny dopływ wód atlantyckich. Zmiany rozkładu przestrzennego trendów i ich wartości w okresie jesiennym i zimowym wskazują, że wzrost temperatury powietrza jest powiązany ze strumieniami ciepła z oceanu do atmosfery. Porównanie sezonowego rozkładu trendów temperatury powietrza w czasie współczesnego ocieplenia z podobnym rozkładem trendów, jaki zaznaczał się w czasie 'ocieplenia Arktyki lat 30. XX wieku', wykazało, że na obszarze Arktyki Atlantyckiej w obu fazach ocieplenia Arktyki rozkład ten jest taki sam. Nie znajduje potwierdzenia na obszarze Arktyki Atlantyckiej wielokrotnie formułowana w literaturze przedmiotu teza, że w czasie obecnego ocieplenia Arktyki najsilniejsze trendy występują wiosną. Podobnie regionalny rozkład zmian temperatury powietrza zachodzący w czasie współczesnego ocieplenia jest taki sam, jak ten, który wystąpił w Arktyce Atlantyckiej w czasie ocieplenia Arktyki 'lat 30. XX wieku'. Najsilniejsze ocieplenie w obu fazach wzrostu temperatury w Arktyce Atlantyckiej wystąpiło nad tym samym obszarem, w którym w czasie ochłodzenia Arktyki w latach 60. XX wieku wystąpiło najsilniejsze ochłodzenie. Bezwzględna skala zmian temperatury i jej rozkład regionalny, jaka nastąpiła w latach 1980-2009 na obszarze Arktyki Atlantyckiej jest niemal taka sama, jak w czasie fazy ocieplenia 'lat 30. XX wieku'. Pozwala to twierdzić, że między oboma fazami ocieplenia tej części Arktyki brak jest różnic.

This work examines processes of changes in air temperature in the Arctic Atlantic which occurred during the contemporary Arctic warming (1980-2009, Fig. 1 and 2). An analysis of annual and seasonal trends has been carried out, as well as, calculations of the annual and seasonal temperature differences between the average of the years 2007, 2008 and 2009, and the average temperatures of the years 1980, 1981 and 1982. The analysis indicated strong, but showing considerable regional variation, increases in annual temperature and seasonal temperature (see Fig. 4 A2, B2, C2,D2 and 5B). The strongest increase in air temperature over the examined period was observed during the autumn and winter (Fig. 4 C2 and D2). The strongest trends of air temperature in autumn (> 0.15°Cyear-1) occur in the north-western part of the Kara Sea (between Franz Josef Land and Northern Land) and in the region of Spitsbergen (see Fig. 4 C1). In winter the strongest trends are moving westward into the region of Spitsbergen (Fig. 4 D1) and the same trends are strengthening (>0.2°Cyear-1). During summer the values of trends are small (+0.04-0.06°Cyear-1) but above the sea area these trends are statistically significant (Fig. 4 B1). In the spring, apart from individual stations, statistically significant trends are not noted (Fig. 4 A1). Over land areas of Eurasia, with the exception of the Scandinavian Peninsula, the temperature trends in all seasons (seasons of the year) are weak and mostly insignificant. Much stronger, and generally statistically significant, trends in temperature (apart from spring) occur over the sea areas, especially those where the Atlantic waters flow freely. Changes in the spatial distribution of trends and their values in the autumn and winter periods indicate that the increase in air temperature is correlated with heat flows from the ocean to the atmosphere. Comparison of seasonal distribution of temperature trends during the contemporary warming trend with a similar distribution, which was observed during the 'Arctic warming in the 30-ties 'of the twentieth century', indicated that the distribution is the same in the Arctic Atlantic in both phases of the Arctic warming. There is no proof of the thesis, so popular in literature, that trends are strongest in the contemporary Arctic warming in spring. Similarly, the regional distribution of air temperature changes occurring during the contemporary warming is the same as that which occurred in the Atlantic Arctic during the Arctic warming 'in the 30-ties of the twentieth century' (see Fig. 6). The Arctic in the 60-ties of the twentieth century experienced the strongest cooling (Fig. 7). The absolute scale of temperature changes and its regional distribution, which occurred in the years 1980-2009 in the Atlantic Arctic, is almost the same as during the warming phase 'of the 30-ties of the twentieth century'. This allows to state that there is no difference between those two phases of warming in this part of the Arctic.

Słowa kluczowe

temperatura powietrza trendy temperatury ocieplenie Arktyki Atlantyckiej

air temperature temperature trends Atlantic Arctic warming

Wydawca

Stowarzyszenie Klimatologów Polskich

Czasopismo

Problemy Klimatologii Polarnej

Rocznik

2011

Tom

nr 21

Strony

91--114

Opis fizyczny

Bibliogr. 46 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Marsz A. A.

autor

Styszyńska A.

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

Bibliografia

1. Alekseev G.V., 2003. Issledovaniya izmenenij klimata Arktiki v XX stoletii. Trudy AANII, 446: 6–21.
2. Alekseev G.V., Pnushkov A.V., Ivanov N.E., Ashik I.M., Sokolov V.T., Golovin P.N., Bogorodsky P.V., 2009. Kompleksnaya ocenka klimaticheskikh izmenennij v morskoj Arktike s ispolzovaniem dannykh MPG 2007/2008. Problemy Arktiki i Anatarktiki, 1 (87): 7–14.
3. Bengtsson L., Semenov V.A., Johannessen O.M., 2004. The Early Twentieth-Century Warming in the Arctic – A Possible Mechanism. Journal of Climate, 17 (20): 4045–4057.
4. Budyko M.I., 1971. Klimat i žizn’. Gidrometoizdat, Leningrad: 472 s.
5. Budyko M.I., 1974. Izmeneniya klimata. Gidrometeoizdat, Leningrad: 279 s.
6. Chylek P., Folland C.K., Lesins G., Dubey M.K., Wang M., 2009. Arctic air temperature change amplification and the Atlantic Multidecadal Oscillation. Geophysical Research Letters, 36, L14801, doi:10.1029/2009GL038777.
7. Comiso J.C., Parkinson C.L., Gersten R., Stock L., 2008. Accelerated decline in the Arctic sea ice cover. Geophysical Research Letters, 35, L01703, doi:10.1029/2007GL031972.
8. Dickson R., Lazier J., Meincke J., Rhines P., Swift J., 1996. Long-term coordinated changes in the convective activity of the North Atlantic. Progress in Oceanography, 38: 241–295.
9. Dickson R.R., Osborn T.J., Hurrell J.W., Meincke J., Blindheim J., Adlandsvig B., Vinje T., Alekseev G., Maslowski W., 2000. The Arctic Ocean Response to the North Atlantic Oscillation. Journal of Climate, 13 (15); 2671- 2696.
10. Drinkwater K.F., 2006. The regime shift of the 1920s and 1930s in the North Atlantic. Progress in Oceanography, 68 (2-4): 134–151.
11. Dzyuba A.V., 2009. Formalizaciya zavisimosti temperaturnogo režima Atlantiko-Evrazjatskoj pripolyarnoj zony ot severoatlantičeskogo kolebaniya. Meteorologiya i Gidrologiya, 2009 (5): 16–33.
12. Grumet N.S., Wake C.P., Mayewski P.A., Zielinski G.A., Whitlow S.I., Koerner R.M., Fisher D.A., Woollett J.M., 2001. Variability of Sea-Ice Extent in Baffin Bay over the Last Millennium Climatic Change, 49 (1-2): 129–145.
13. Hansen J., Ruedy R., Glascoe J., Mki Sato, 1999. GISS analysis of surface temperature change. Journal of Geophysical Research, 104; 30997-31022, doi:10.1029/1999JD900835.
14. Hansen-Bauer I., Førland E.J., 1998. Long-term trends in precipitation and temperature in the Norwegian Arctic: can they be explained by changes in atmospheric circulation patterns? Climate Research, 10 (2): 143–153.
15. Humlum O., Elberling B., Hormes A., Fjordheim K., Hansen O.H. Heinemeier J., 2005. Late-Holocene glacier growth in Svalbard, documented by subglacial relict vegetation and living soil microbes. The Holocene 15 (3): 396–407.
16. IPCC, 2007. 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, NY, USA.
17. 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 modelled temperature and sea ice variability. Tellus A, 56 (4): 328–341.
18. Lamb H.H., 1972. Climate: Present. Past and Future. Methuen & Co Ltd., London: 613 s.
19. Lamb H.H., 1995. Climate, history and the modern world. Routledge, London: 410 s. (reprint wydania z roku 1982).
20. Marsz A., Styszyńska A., 2009. Oceanic control of the warming processes in the Arctic – a different point of view for the reasons of changes in the Arctic climate. Problemy Klimatologii Polarnej, 19: 7–31.
21. Marsz A., Styszyńska A., Zblewski S., 2008. Rozmiary i przebieg współczesnego ocieplenia Arktyki w rejonie mórz Barentsa i Karskiego. Problemy Klimatologii Polarnej, 18: 35–67.
22. Nghiem S.V., Rigor I.G., Perovich D.K., Clemente-Colón P., Weatherly J.W., Neumann G., 2007. Rapid reduction of Arctic perennial sea ice. Geophysical Research Letters, 34, L19504, doi:10.1029/2007GL031138.
23. Overland J.E., Spillane M.C., Percival D.B., Muyin Wang, Mofjeld H.O., 2004. Seasonal and regional variation of pan-arctic surface air temperature over the instrumental record. Journal of Climate, 17 (17): 3263–3282.
24. Overland J.E., Wang M., Bond N.A., 2002. Recent temperature changes in the western Arctic during spring. Journal of Climate, 15 (13): 1702–1716.
25. Overland J.E., Wang M., Salo S., 2008. The recent Arctic warm period. Tellus A, 60 (4): 589–597.
26. Perovich D. K., Light B., Eicken H., Jones K.F., Runciman K., Nghiem S.V., 2007. Increasing solar heating of the Arctic Ocean and adjacent seas, 1979–2005: Attribution and role in the ice-albedo feedback. Geophysical Research Letters, 34, L19505, doi: 10.1029/2007GL031480.
27. Polyakov I., Akasofu S.-I., Bhatt U., Colony R., Ikeda M., Makshtas A., Swingley C., Walsh D., Walsh J., 2002a. Trends and variations in Arctic climate system. EOS, Transactions American Geophysical Union, 83 (47): 547–548.
28. Polyakov I.V., Alekseev G.V., Bekryaev R.V., Bhatt U., Colony R.L., Johnson M.A., Karklin V.P., Makshtas A.P., Walsh D., Yulin, A.V., 2002b. Observationally based assessment of polar amplification of global warming. Geophysical Research Letters, 29 (18), 1878, doi:10.1029/2001GL011111.
29. Polyakov I.V., Alekseev G.V., Timokhov L.A., Bhatt U.S., Colony R.L., Simmonds H.L., Walsh D., Walsh J.E., Zakharov V.F., 2004. Variability of the Intermediate Atlantic Water of the Arctic Ocean over the Last 100 Years. Journal of Climate, 17 (23): 4485-4497.
30. Polyakov I.V., Bekryaev R.V., Alekseev G.V., Bhatt U.S., Colony R.L., Johnson M.A., Maskshtas A.P., Walsh D., 2003: Variability and Trends of Air Temperature and Pressure in the Maritime Arctic, 1875–2000. Journal of Climate, 16 (12): 2067–2077.
31. Przybylak R., 2000. Temporal and spatial variation of surface air temperature over the period of instrumental observations in the Arctic. International Journal of Climatology, 20 (6): 587–614.
32. Przybylak R., 2007. Recent air-temperature changes in the Arctic. Annals of Glaciology, 46 (1): 316–324.
33. Przybylak R., Usowicz J., 2002. Zmienność temperatury powietrza w Atlantyckim regionie Arktyki. [w:] Wójcik G., Marciniak K. (red.), Działalność naukowa Profesora Władysława Gorczyńskiego i jej kontynuacja. Toruń: 175–185.
34. Rigor I.G., Colony R.L., Martin S., 2000. Variations in surface air temperature observations in Arctic, 1979-1997. Journal of Climate, 13 (5): 896–914.
35. Rigor I.G., Wallace J.M., 2004. Variations in the age of Arctic sea-ice and summer sea-ice extent. Geophysical Research Letters, 31, L09401, doi:10.1029/2004GL019492.
36. Rodewald M., 1972. Temperature conditions in the North Atlantic during the decade 1961-1970. ICNAF Special Publication No. 8. Symposium on Environmental Conditions in NW Atlantic 1960-1969: 9–34 (cytowanie za: Dickson i in. 1996).
37. Rogers J.C., Wang S.H., Bromwich D.H., 2004. On the role of the NAO in the recent north-eastern Atlantic Arctic warming. Geophysical Research Letters, 31, L02201, doi:10.1029/2003GL018728.
38. Scherhag R., 1937. Die Erwärmung der Arktis. Journal du Conseil International pour l’Exploration de la Mer, 12: 263–276.
39. Scherhag R., 1939. Die Erwärmung des Polargebiets. Annalen der Hydrographie und Maritime Meteorologie, 67: 57–67.
40. Semenov V.A., 2006. Sruktura izmenčivosti temperatury v vysokikh širotakh Severnogo polušariya. Izvestiya RAN. Fizika atmosfery i okeana, 43 (6): 744–753.
41. Semenov V.A., 2008. Vliyanie okeaničeskogo pritoka v Barencovo morye na izmenčivost' klimata v Arktike. Izvestiya RAN, 418 (1): 106–109.
42. Serreze M.C., Francis J.A., 2006. The Arctic Amplification Debate. Climatic Change, 76 (3-4): 241–264.
43. Serreze M.C., Maslanik J.A., Scambos T.A., Fetterer F., Stroeve J., Knowles K., Fowler C., Drobot S., Barry R.G., Haran T.M., 2003. A record minimum arctic sea ice extent and area in 2002. Geophysical Research Letters, 30; doi:10.1029/2002GL016406.
44. Soon W.W.-H., 2005. Variable solar irradiance as a plausible agent for multidecadal variations in the Arctic-wide surface air temperature record of the past 130 years. Geophysical Research Letters, 32, L16712, doi:10.1029/ 2005GL023429.
45. Styszyńska A., 2005. Przyczyny i mechanizmy współczesnego (1982-2002) ocieplenia atlantyckiej Arktyki. Wyd. AM, Gdynia: 109 s.
46. Zakharov V.F., 1981. L’dy Arktiki i sovremennye prirodnye processy. Gidrometeoizdat, Leningrad: 135 s.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BWM4-0034-0056