Klimatskifte i Arktis: varmare, våtare, ostadigare

Det arktiska klimatet håller på att bli varmare, våtare och ostadigare. Det säger Arktiska rådet i en sammanfattning (Summary for policymakers) av deras rapport Snow, Water, Ice and Permafrost in the Arctic (SWIPA 2017). Den fullständiga rapporten kommer ut senare i sommar.

Här är en video med några av de bidragande forskarna.

SWIPA 2017: Snow, Water, Ice and Permafrost in the Arctic (2017) - long from AMAP on Vimeo.

Norra ishavet kan bli i stort sett isfritt under sommaren om bara tjugo år, rapporterar man. Samtidigt smälter även inlandsisarna vid både Arktis och Antarktis, och nya rön om smältprocesserna tyder på att avsmältningen kommer att gå fortare än vad man tidigare bedömt. Därför kommer havsytan att stiga fortare än enligt IPCCs lägre projektioner. Man rapporterar också att Arktis förändrade klimat kan komma att  påverka vädermönster längre söderut.

Vi kan göra mycket för att minska uppvärmningen och dess effekter. Men även då kommer vi inte att se en återgång till Arktis "gamla" klimat under det här århundradet. Det har redan gått för långt för det.

Den här bilden som jag har klippt ut från rapporten ger en bra översikt av de förändringar som pågår och vart de troligen leder (klicka på bilden för att förstora den). Tyvärr är en del av texterna i bilden inte alltid så lättlästa, men så var det i redan i originalbilden. Därför har jag sammanfattat texterna under bilden.

Idag ser vi:

• Varmare atmosfär
• Smältande glaciärer
• Smältande istäcken
• Minskande utbredning av snötäcken och allt kortare snösäsong.
• Tinande permafrost
• Förändringar i vegetation och ekosystem (på land)
• Ökad risk för kusterosion
• Ökat inflöde av sötvatten och näringsämnen till havet
• Minskande utbredning av havsis och tunnare havsis
• Förändringar i ekosystem (i havet)
• Varmare hav

I mitten av det här seklet förväntas:

• Varmare och fuktigare luft, och förändrade vindmönster
• Mindre glaciärer och istäcken
• Mer metanutsläpp från tinande permafrost
• Mindre utbredning av snötäcken och kortare snösäsong
• Mindre utbredning av permafrost nära markytan
• Varmare, våtare miljö med mer regn
• Väldigt lite havsis under sommaren
• Varmare och sötare havsvatten, förändringar i havsströmmar.

Värmebölja i Arktis

Det är ovanligt varmt i Arktis just nu - uppåt 20 grader varmare än det brukar vara vid den här tiden på året.

Samtidigt har havsisens hösttillväxt tappat farten. Det är nu en rekordliten havsisutbredning för den här tiden på året.

Röd linje 2016, streckad linje 2013, tjock svart linje medelvärde för 1981-2010.

Professor Jennifer Francis forskar om den atmosfäriska cirkulationen i den arktiska regionen, Hon förklarar de höga temperaturerna med just den lilla havsisutbredningen, samt med att jetströmmarna har drivit upp varm luft söderifrån.

Och havsis-läget runt Antarktis är ... likadant. Det finns ovanligt lite is där också.

Röd linje 2016, streckad linje 2012, tjock svart linje medelvärde för 1981-2010.

 

Årets minimum för arktiska havsisen det näst minsta som har uppmätts

Så här i september brukar den arktiska havsisens utbredning nå sitt minimum. Det är troligen fortfarande ett par veckor kvar innan vi har den slutgiltiga siffran för 2016, men redan nu kan vi se att 2016 har gått om 2007, ett år som ansågs som exceptionellt när det begav sig.  Nu har en så låg utbredning blivit normal. Data kommer från NSIDC.

Här är en graf där jag har satt in september 2016 (rött) med ungefär samma utbredning som september 2007, för att kunna göra en preliminär jämförelse med tidigare september-utbredningar. Den hittills lägsta utbredningen var september 2012. Även om utbredningen 2016 kommer att minska något till som kommer det inte att räcka för bräcka 2012. 

NSIDC nämner också att två starka arktiska cykloner under andra halvan av augusti kan ha bidragit till avsmältningen genom att sprida ut havsisen.

Om globala temperaturer, arktisk havsis och korallrev maj 2016

Enligt NASA var maj 2016 den varmaste maj-månad som har uppmätts globalt. El Nino-effekten avklingar dock, så anomalin har sjunkit jämfört med föregående månader.

Även i satellitserien från UAH ser vi ett avklingande.

Den arktiska havsisens utbredning har varit rekordlåg för tiden på året ett bra tag, men ligger nu ungefär lika med 2012 - det år som har haft den lägsta utbredning som uppmätts i september. Vi får väl se om det rekordet slås i år. September är intressant eftersom det är den månad då arktiska havsisens utbredning är som minst.

Här kommer lite mer information om korallblekningen vid Stora Barriärrevet. Kartan här nedanför visar hur stor andel  av korallerna som har dött. Totalt har (minst) 22% av revets koraller dött. Eftersom en del av dessa data är från mars så kan andelen rent av har ökat något tills nu. Vi har tidigare skrivit om hur stor andel av revet som har drabbats av blekning, men blekning är inte samma sak som döda koraller - de kan överleva en blekning om den inte pågår för länge. Och även döda delar av revet kan återkoloniseras, om gynnsamma förhållanden råder tillräckligt länge. Kanske kan revet återhämta sig efter den här värmespiken, men det kommer att komma fler och högre värmespikar i framtiden. Någon gång är gränsen nådd.

Uppdatering: här är en video om korallblekningen.

Allt mindre havsis

 

Den 24 mars nådde den Arktiska havsisen årets största utbredning på 14,52 miljoner kvadratkilometer. Det är den minsta utbredningen som uppmätts. Årets maximum var just under fjolårets. Den lilla skillnaden tillsammans med det sena maximumet i år ledde till att medelutbredningen under mars var det näst lägsta som uppmätts.

Hur är det då med den globala havsisen? I samband med nyheter om Arktis minskande is brukar det från vissa håll påminnas om den "växande" Antarktiska isen. Det kan därför vara intressant att sammanställa utvecklingen av den globala maximiutbredningen, som inträffar i början av november, och minimi-utbredningen, som inträffar i februari. Resultatet syns nedan.

Slutsatsen är uppenbar. Jordens havsis minskar.

Se hur den arktiska havsisen "återhämtar" sig

Den arktiska havsisen verkar ha nått sin minimala utbredning för i år (fast vi får vänta ett tag till innan det är säkert). Det är den fjärde minsta utbredningen som har uppmätts av NSIDC (vi har mätningar tillbaka till 1979), och det skiljer bara en hårsmån från trean (2011).  Enligt NSIDC har det varit högt lufttryck nära havsytan och anticykloniska förhållanden (dvs moturs atmosfärisk cirkulation runt polen) vid arktisk, och det gynnar en liten havsisutbredning.

Det är klart, enligt klimatförvillarnas förvridna retorik räknas allt som inte är ett rekord som att den arktiska havsisen uppvisar "en ökning" eller "en återhämtning", eller "är tillbaka på det normala". Men vi förväntar oss inte att isen ska minska varje år: vissa år kan det gå uppåt, men det går oftare nedåt. Den långsiktiga trenden är en tydlig minskning av den arktiska havsisens utbredning och volym, särskilt under sommar och höst.

Samtidigt ser vi en långsiktig men mindre ökning av havsisen runt Antarktis, även om dess utbredning under den senaste månaden periodvis har varit mindre än normalt. Denna ökning kan bero på många olika faktorer som mer nordliga vindar som sprider ut isen, mer snöfall på isen, samt tillflöde av sötvatten från inlandsisen längs kusterna.

VICE on HBO: Our Rising Oceans

VICE

Årets arktiska ismaximum

Enligt NSIDC nåddes årets ismaximum i Arktis den 21 mars. Årets maximum är det femte lägsta som uppmätts, 14.91 miljoner kvadratkilometer.

"Uppvärmningspausen" som försvann?

Diskussionerna om en "paus" i den globala uppvärmningen har baserats på en selektiv och tendentiös användning av statistik. "Skeptiker" har letat efter den längsta tidsperiod inom vilken HadCRUT-temperaturdata inte visar någon signifikant uppvärmning. En ganska meningslös övning. Nu ifrågasätts "pausen" från ett annat håll. I en rykande färsk artikel i Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society hävdas det att HadCRUT4-data ger en missvisande bild av den globala medeltemperaturens utveckling sedan 1997. 

Det finns områden på jorden där täckningen av temperaturmätningar är låg, främst Arktis, Antarktis och delar av Afrika. Hur ska dessa områden hanteras när den globala medeltemperaturen ska uppskattas? HADCRUT väljer att helt sonika utelämna utelämna dessa områden, medan GISTEMP interpolerar mellan mätpunkterna där de är glesa. Att såsom HADCRUT ignorera vissa områden kan ge felaktiga värden om de utelämnade områdena har en annan utveckling än övriga jorden. Detta är fallet med Arktis, som är den region som värms snabbast.

Artikelförfattarna utvecklar en ny metod att fylla i saknade mätningar med hjälp av satellitmätningar och visar att denna metod bättre representerar temperaturutvecklingen än att utelämna områden. När den globala medeltemperaturens utveckling sedan 1997 beräknas visar det sig att trenden är ungefär 2 och en halv gånger så stor som i HadCRUT4. Någon "uppvärmningspaus" syns inte till. Artikelförfattarna har sammanfattat sin studie i en filmsnutt:

 Läs även kommentarer från Skeptical Science och RealClimate.

Arktiska rådet om biodiversitet

Nu när vi skriver så mycket om Arktis och nyss har skrivit om biodiversitet så passar det utmärkt att påminna om Arktiska rådets nya rapport om biologisk mångfald i Arktis. Så här sammanfattar man betydelsen av klimatförändringarna:

Key Finding 2: Climate change is by far the most serious threat to Arctic biodiversity and exacerbates all other threats. 

Summer temperatures in the Arctic during recent decades have been warmer than at any time in the past 2000 years, and the region is warming twice as fast as the rest of the planet. Within this century, temperatures in the Arctic are projected to increase by several degrees further from the 1980-2000 average. Changing combinations of high temperatures, winds and precipitation are likely to give rise to very different climates in the Arctic. Arctic summer sea ice cover – and particularly the amount of multi-year ice – is decreasing at an accelerating rate. The years since 2007 have seen less summer sea ice than any previous year in the satellite era, and 2012 set another record low. The ocean is expected to become ice free in summer within a few decades. The increased carbon dioxide concentrations in the atmosphere are also leading to acidification of ocean waters worldwide, especially in colder Arctic waters that can dissolve more carbon dioxide. Warming is also causing loss of permafrost and glaciers, affecting hydrology, vegetation, erosion patterns and other features of terrestrial ecosystems. 

The distribution of flora and fauna is shifting northwards as the Arctic continues to warm. On land, shrubs are growing taller and spreading, boreal species and ecosystems are already moving into what is now the low Arctic, and the treeline is expected to move north. While low Arctic species are expected to move into the high Arctic, some high Arctic species and ecosystems are expected to disappear or remain only as isolated fragments in high mountain areas. In the ocean, loss of sea ice is already affecting the timing and patterns of primary production, altering food webs and reducing the availability of sea ice to walrus and ice seals for resting, molting, breeding and rearing young. The total loss of some key habitats such as multi-year pack ice is expected. In the process of rapid change and transitions, new combinations of species are altering Arctic ecosystems. 

By increasing the accessibility of the Arctic to humans, climate-induced changes will facilitate increased industrial activity such as oil and gas exploration and marine shipping. These changes will in turn bring other stressors to the region. For example, ships discharging ballast water into Arctic seas may introduce invasive species that may outcompete and displace resident species. The stress of climate change does not act in isolation, but works in conjunction with other stressors, yielding even greater risks to Arctic biodiversity.

Arktis is, modeller och observationer

Förnekosfären upphör aldrig att förvåna i sin förmåga att fullständigt bortse från fakta. Nu sprids uppenbarligen ryktet om att arktiska havsisen minskar långsammare än modellerna beskriver. Låt oss se vad IPCC och andra som sammanställt modelldata och observationer faktiskt säger.

I Köpenhamnsdiagnosen finns en sammanställning av utvecklingen fram till 2009 och modellerna som användes till IPCC AR4:

 Som synes var den verkliga minskingen betydligt snabbare än den tidens modeller.

Förra året publicerade Stroeve et al. en jämförelse mellan observationer och modeller som inkluderade de modeller (CMIP5) som används inför IPCC AR5:

 De nya modellerna följer som synes observerade minskningen bättre.

Vad säger då modellerna om när Arktiska haven är isfria i slutet av sommaren?

Wang och Overland på NOAA sammanställde 2009 en uppskattning om tiden fram tills att den arktiska isen krymper till under 1 miljon km² på sommaren. Sex modeller använda till IPCC AR4 utgick från 2007-2008 års isutbredning:

De gjorde 2012 en uppföljande sammanställning utifrån de modeller som används inför IPCC AR5 (alltså CMIP5):

Båda sammanställningarna visar den stora spridningen mellan modellerna men också en median på 30 år, alltså kring år 2040.

För att sammanfatta:

• Modellerna tyder på att arktiska havsisen når minimum under 1 milj. km² om några decennier.
• Minskningen i verkligheten har varit snabbare än i de äldre modellerna medan dagens modeller ligger närmare observationerna.

Fredagsmys: bli klimatförnekare på 30 sekunder

Arktiska havsisens utbredning enligt NSIDC (vi på UI har manuellt lagt till en uppskattning för 2013).

En lektion i Arktisk skönmålning från en av Sveriges ledande klimatförnekare (vår fetning):

"Är det möjligt att den ökning av isutbredningen som vi sett sedan 2007, med 2012 som ett undantag, kan komma att fortsätta?"

Lägg inte märket till att alla år efter 2007 har haft mindre utbredning än alla år före 2007.

Perspektiv på "återhämtningen" av den Arktiska havsisen

Årets isminimum i Arktis blev 5,1 miljoner km². En rejäl höjning från förra årets rekordlåga 3,4 miljoner km². Så som vi noterat har detta gett upphov både till direkt bisarra artiklar liksom underliga rubriker.

Det kan därför vara värt att sätta sommarens istäcke i sitt historiska sammanhang:

Medelutbredningen för sommarisen juli till och med september 1870–2013. Data för 1870–2008 är från the University of Illinois (Walsh & Chapman 2001 uppdaterad till 2008), observationsdata från NSIDC 2009–2013.

TT: "Utbredningen i år mer normal"

"Till skillnad från i fjol, då isen var mindre än vid någon tidigare mätning, är utbredningen i år mer normal", rapporterar TT (återgivet i bl a AB och SvD) om den arktiska havsisen denna månad.
"Under 1981-2010 har utbredningen i genomsnitt varit drygt 6 miljoner kvadratkilometer vid den tidpunkten. Men i fjol, när isen nådde sitt minimum 16 september hade dess utsträckning krympt till bara 3,4 miljoner kvadratkilometer - ett absolut bottenrekord. I år är dock utbredningen mycket större och täcker nu cirka 5 miljoner kvadratkilometer. Det är lägre än genomsnittet, men fortfarande inom ramen för normala avvikelser."

Vad som menas med "normala avvikelser" här är två standardavvikelser relativt perioden 1981-2010. Det är en referensperiod som slutar för bara 3 år sedan, och "två standardavvikelser" betyder 95% av alla mätningar under den perioden (dvs alla år utom 2007). Med en sådan omfattande definition av "normalt" är det inte så konstigt att utbredningen i år också faller inom det "normala", om än mycket nära den nedre gränsen.
Och vi ska komma ihåg att under den referensperiod som definierar "normalt" har havsisen minskat dramatiskt (se figuren här ovan; vill du testa själv så följ den här länken till NSIDC)." 2011 och rekordåret 2012 (streckade linjen) var dock under denna "normalitet".
  
I Nature skriver Lauren Morello om skillnaden mellan 2012 och 2013:

"Till skillnad från förra året, har detta års cykloner förstärkt packisen genom att föra in kall luft. Snö från stormarna faller på isen och närliggande landmassor och ökar mängden solljus som reflekteras tillbaka till rymden och bidrar till att hålla temperaturen nere.Ändå säger forskare att framtida sommarstormar är mer sannolika att accelerera förlusten av is än att  sakta ner den, när stigande temperaturer fortsätter att utarma det arktiska istäcket."

Återhämtning i Arktis - igen, och igen, och igen, och igen...

Hur tror ni det går i Arktis? Kommer septembers isutbredning vara mindre än året innan eller kommer vi se en återhämtning från förra året? Återhämtning, förresten, vad betyder det i det stora hela? Inte mycket, som grafen här ovanför visar. Körsbärsplockar man sitt perspektiv har vi haft många återhämtningar sedan 1980, något man cyniskt skulle kunna använda för att hävda att den globala uppvärmningen avstannat. Lite som när en kedjerökare påstår att hen slutat röka - flera gånger, flera gånger om dagen till och med. Passar man å andra sidan en andra-gradsekvation genom datapunkterna blir trenden tragiskt uppenbar - isens utbredning minskar, med ökande hastighet.

Grafen är lånad från Skeptical Science.

Uppdatering: För den som vill ha ett lite längre perspektiv är här en rekonstruktion av den arktiska havsisens sommarutbredning av Kinnard et al. från 2010, som vi har skrivit om här tidigare.

Arktisk tragedi

Den här bilden föreställer den arktiska havsisens utbredning under 2013 (brun linje), 2012 (streckad linje), samt genomsnittet för 1981-2010 (svart linje) med två standardavvikelser (grått band). September 2012 hade den minsta utbredningen sedan mätningar började, och årets utbredning närmar sig samma nivå.

Vad innebär detta på lite längre sikt? Två färska forskningartiklar handlar om detta. Den första är:

Ashley P. Ballantyne, Yarrow Axford, Gifford H. Miller, Bette L. Otto-Bliesner, Nan Rosenbloom, James W.C. White. The amplification of Arctic terrestrial surface temperatures by reduced sea-ice extent during the Pliocene. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2013.

Ett pressmeddelande nämner temperaturer som var 15-20 grader Celsius högre i Arktis för 3 miljoner år sedan jämför med idag, trots att mängden CO2 var jämförbar (400 ppm). Ökningen anses huvudsakligen bero på att det fanns mindre (eller ingen) havsis:

Ballantyne’s findings suggest that much of the surface warming likely was due to ice-free conditions in the Arctic. That finding matches estimates of land temperatures in the Arctic during the same time. This suggests that atmospheric carbon dioxide concentrations of 400 ppm may be sufficient to greatly reduce the spatial extent and seasonal persistence of Arctic sea ice.

The authors also found that surface temperatures in the Arctic are more sensitive to the amount of sea ice than to the amount of land-based ice. They show that once sea ice is removed, heat lost from the ocean recirculates in the atmosphere and warms the interior land.

Den andra artikeln, som är en kommentar i tidskriften Nature av forskarna Gail Whiteman, Chris Hope och Peter Wadhams, Vast costs of Arctic change, handlar om effekterna av metanutsläpp från det tinande Arktis (se här och här). Man beräknar en kostnad för världsekonomin på c:a 60 biljoner dollar ($60 000 000 000 000). Det kan jämföras med värdet på hela världsekonomin, som var 70 biljoner dollar 2012:

We calculate that the costs of a melting Arctic will be huge, because the region is pivotal to the functioning of Earth systems such as oceans and the climate. The release of methane from thawing permafrost beneath the East Siberian Sea, off northern Russia, alone comes with an average global  price tag of $60 trillion in the absence of  mitigating action — a figure comparable to the size of the world economy in 2012 (about $70 trillion). The total cost of Arctic change will be much higher. 

Se också AB, DN, och SvD. SvDs rubrik blev dock lite konstig: "Smältande havsisar hotar hela världsekonomin". Det är ju inte så att kostnaden kommer att upprepas varje år: den kommer att spridas ut över många år.

Uppdatering:

Förutom uppmärksamhet har den andra artikeln, den om Arktisk metan, fått en del vetenskaplig kritik kring antaganden om metanutsläpp. Se tex: Arctic Methane Claims Questioned

Arktis havsis - volym 1979 till 2012

En tonsatt animering av årliga minimumet för Arktiska havsisens volym. Baserat på PIOMAS. Animering och musik: Andy Lee Robinson.


Se även Robinsons spiraldiagram över volymen månad för månad:

NOAA: Arctic Report Card 2012

Läs rapporten här

Antarktis vs Arktis

Det har varit populärt bland "klimatskeptikerna" att anföra årets rekord för den Antarktiska havsisen som argument mot den globala uppvärmningen. Här har vi en graf som visar den Antarktiska havsisens utbredning enligt NSIDC, i absoluta värden (alltså inga anomalier) i miljoner km2. Det går upp-och-ner varje år: topparna är på sommaren, och dalarna är på vintern. Tittar man riktigt, riktigt noga kan man se att årets sommarmaximum är lite högre än tidigare. Någon långsiktig trend är dock svår att se med blotta ögat, så därför har vi lagt in en trendlinje (grönt). Den lutar något uppåt.

En ny artikel i Nature förklarar delvis den modesta ökningen med ändrade vindförhållanden som sprider ut isen mer.

Här ser vi motsvarande kurva för Arktis.Topparna är på vintern, och dalarna är på sommaren. Här är minskningen tydlig inför blotta ögat, även för den mest närsynte. Särskilt dramatisk är minskningen på sommaren, då utbredningen har halverats sedan slutet av 1970-talet.

Det är ganska enkelt att räkna ut varför "klimatskeptikerna" föredrar att prata om Antarktis, och det är inte pga att de har sinne för proportioner.

Graferna skapades med hjälp av WoodForTrees.

Arktiska havsisens volym

Så har siffrorna för den arktiska havsisens volym för september publicerats av Polar Science Center. Volymen (medel för september) hamnar på 3,400 km³, vilket är en femtedel av vad den var 1979 vilket är det första året som man beräknat volymen för.

Just det: en femtedel!