Sommer 2016
Sea Ice Outlook Bericht für den Monat August 2016:

Abbildung 1: Junibericht – Die Vorhersagen der Meereisausdehnung für September 2016. (Quelle: www.arcus.org/sipn/sea-ice-outlook/2016/august)

Abbildung 2: Meereisvorhersagen für September 2016 nach Methoden getrennt für Juni, Juli und August. Die Kastengrafik (Boxplots) zeigen für jede Methodengruppe: den Median, den Bereich, in dem sich 50 % der Werte befinden (oberes und unteres Quartil - „Breite der Box") sowie das Minimum und das Maximum der jeweiligen Methodengruppe. Die Anzahl der pro Gruppe berücksichtigten Beiträge ist der Legende zu entnehmen. (Quelle: www.arcus.org/sipn/sea-ice-outlook/2016/august)

Abbildung 3: Vorhersage aller Beiträge für Juni (hellgrau), Juli (dunkelgrau) und August (schwarz). Die mit einem Stern gekennzeichneten Beiträge haben im Juni und Juli die gleiche Vorhersage eingereicht. Die gekoppelten Modelle sind blau und die Meereis-Ozean Modelle grün hervorgehoben. Die Punkte geben die Vorhersage an und die Intervalle sind die, von den einzelnen Teilnehmern zur Verfügung gestellten Unsicherheiten. Da die Unsicherheiten je nach Methode unterschiedlich definiert werden (müssen), ist eine direkte Vergleichbarkeit nicht möglich. (Quelle: www.arcus.org/sipn/sea-ice-outlook/2016/august)
In der ersten Hälfte des Augusts folgte die Meereisausdehnung dem Verlauf von 2007, dem Jahren, in dem das zweitgeringste Septemberminimum seit Beginn der Satellitenaufzeichnungen verzeichnet wurde. Die Kurve verläuft unter derjenigen der zweifachen Standardabweichung des langjährigen Mittelwertes von 1981-2010 (siehe Abbildung 4). Die mittlere Meereisausdehnung vom 1. bis 19. August betrug 5,6 Mio. km² (siehe Abb. 5). Der Meereisverlust in der Beaufort- und Tschuktschensee ist bereits weit fortgeschritten. Es existieren große Schollen mehrjährigen Eises in einigen Regionen und es wird sich zeigen, ob diese die Schmelzsaison überstehen werden. Ein Keil offenen Wassers dringt nordwärts von der Ostsibirischen See vor, jedoch ist das Eis in der Laptewsee großflächig vorhanden und blockiert die Nordostpassage. In der Kara-, Barents- und Grönlandsee bleibt das Eis weiterhin unterhalb des langjährigen Mittelwertes, wie dies auch bereits über den ganzen Winter und Frühling der Fall war. Die südlich gelegene Amundsen Route der Nordwestpassage erscheint auf Satellitenbildern des Mikrowellensensors AMSR offen, aber in Satellitenbildern von MODIS sieht man noch Eis. Der durchschnittliche tägliche Meereisverlust betrug bis 21. August circa 62.000 Quadratkilometer pro Tag und lag damit ungefähr beim Wert im Jahr 2007 (63.000 km²/Tag).

Abbildung 4: Tägliche Meereisausdehnung bis zum 21. August 2016 (rot) in der Arktis. Die Meereisausdehnung ist die Gesamtfläche der Gitterzellen mit einer Eiskonzentration über 15 %. Im Vergleich die Ausdehnung von 2007 (grün) und von 2012 (blau). Das Langzeitmittel von 1981-2010 (grau) mit dem Bereich von zwei Standardabweichungen ist als hellgrauer Schlauch dargestellt.

Abbildung 6: Temperaturanomalie in °C auf 925 hPa Druckhöhe für den Zeitraum 1. bis 20. August 2016 zum Langzeitmittel 1981-2010 in der Arktis. (Quelle: www.esrl.noaa.gov/psd/products)

Abbildung 7: Druckanomalie auf Meeresspiegelniveau in mb für den Zeitraum von 1. bis 20 August 2016 zum Langzeitmittel 1981-2010 in der Arktis. (Quelle: www.esrl.noaa.gov/psd/products)

Abbildung 8: Die Abbildung zeigt die mittleren Ozeanoberflächentemperaturen (SST; Messen der Wärmestrahlung durch Satelliten) und die Meereiskonzentration (Daten von National Snow and Ice Data Center) am 17. August 2016. Darüber hinaus werden Temperaturdaten von driftenden Bojen an der Ozeanoberfläche gezeigt (farbige Kreise). Graue Kreise stehen für nicht verfügbare Bojentemperaturdaten. Quelle: M. Steele, Polar Science Center/University of Washington
Sea Ice Outlook Bericht für den Monat Juli 2016:
Abbildung 1: Junibericht – Die Vorhersagen der Meereisausdehnung für September 2016. (Quelle: www.arcus.org/sipn/sea-ice-outlook/2016/july)

Abbildung 2: Der Ensemblemittelwert und die Standardabweichung [Mio. km2] der Ensemblevorhersagen (10 Ensemblemitglieder) der AWI Meereisvorhersagen mit einem Meereisozeanmodell der Jahre 2012 bis 2015 mit ('with initilization') und ohne ('w/o initilization') Assimilierung von Meereisbeobachtungen im März und April. Die Jahre 2012 bis 2014 sind im Nachhinein mit dem aktuellen Ansatz des AWIs neu gerechnet. Die Werte von 2015 wurden letztes Jahr an den SIO übersandt. Die durchzogenen Linien geben die beobachtete Meereisausdehnung (NSIDC) im jeweiligen Jahr an.

Abbildung 3: Meereisvorhersagen für September 2016 nach Methoden getrennt für Juni und Juli. Die Kastengrafik (Boxplots) zeigen für jede Methodengruppe: den Median, den Bereich, in dem sich 50 % der Werte befinden (oberes und unteres Quartil - „Breite der Box") sowie das Minimum und das Maximum der jeweiligen Methodengruppe. Die Anzahl der pro Gruppe berücksichtigten Beiträge ist der Legende zu entnehmen. (Quelle: www.arcus.org/sipn/sea-ice-outlook/2016/july)

Abbildung 4: Vorhersage aller Beiträge für Juni (grau) und Juli (schwarz). Die mit einem Stern gekennzeichneten Beiträge haben im Juni und Juli die gleiche Vorhersage eingereicht. Die gekoppelten Modelle sind blau und die Meereis-Ozean Modelle grün hervorgehoben. Die Punkte geben die Vorhersage an und die Intervalle sind die, von den einzelnen Teilnehmern zur Verfügung gestellten Unsicherheiten. Da die Unsicherheiten je nach Methode unterschiedlich definiert werden (müssen), ist eine direkte Vergleichbarkeit nicht möglich. (Quelle: www.arcus.org/sipn/sea-ice-outlook/2016/july)
Nach dem warmen arktischen Winter 2015/2016 bleibt die Meereisausdehnung weiterhin unterhalb der normalen Ausdehnung. Die gerade vorherrschenden meteorologischen Bedingungen zeigen für die letzten beiden Monate nahezu normale Oberflächentemperaturen im Vergleich zum langjährigen Mittel von 1981-2010 über dem größten Teil des zentralen arktischen Ozeans (Abbildung 5). Von diesem Muster abweichende Ausnahmen sind die Temperaturen über der Barent- und Karasee, die einhergehen mit der außergewöhnlich geringen Meereisbedeckung im Winter und Frühling in diesem Jahr. Die subpolaren Meere und auch die angrenzenden Landflächen waren in den letzten beiden Monaten überwiegend wärmer als normal. Diese Bedingungen sind auch in Ny-Ålesund zu sehen (Abbildung 6).

Abbildung 5: Anomalien der Oberflächentemperatur in der Arktis gemittelt von Mitte Mai bis Mitte Juli zum langjährigen Mittel von 1981 bis 2010. (Quelle: www.esrl.noaa.gov/psd/products)

Abbildung 6: Temperaturzeitreihe der Tagesmitteltemperatur vom Januar bis 24. Juli 2016 an der Messstation AWIPEV (Spitzbergen) in rot. Zum Vergleich werden die Messwerte aus den beiden Jahren 2007 (dunkelblau) und 2012 (schwarz) und das langjährige Mittel (1994-2015) in hellblau dargestellt. (zu beachten: 2012 sind die Daten der Temperaturwerte vom 13.05. bis 31.05 die Werte aus 10 m, da die 2 m Temperatur in diesem Zeitraum ausgefallen ist.
Sea Ice Outlook Bericht für den Monat Juni 2016:

Abbildung 1: Junibericht – Die Vorhersagen der Meereisausdehnung für September 2016. (Quelle: www.arcus.org/sipn/sea-ice-outlook/2016/june)
Der Vergleich der 13 dynamischen Modelle zeigt eine deutlich niedrige Spannweite als im Vorjahr. Der erwartete Median liegt bei 4,58 Millionen km2 mit einem unteren bzw. oberen Quartil bei 4,10 bzw. 4,73 Millionen km2. Dieser Wert ist etwas größer als die auf statistischen Methoden beruhende Abschätzung, die einen Median von 4,28 Million km2 und ein unteres bzw. oberes Quartil von 4,11 und 4,58 Millionen km2 ergeben. Seit Beginn des Sea Ice Outlooks im Jahre 2008, hat es eine Verlagerung von quantitativen, heuristischen Methoden hin zu statistischen und dynamischen Modellen gegeben. Der Juni 2016 Bericht beinhaltet drei heuristische Beiträge, vierzehn Beiträge, die statistische Methoden verwenden, dreizehn Modellbeiträge, davon fünf dynamische Meereis-Ozean Modelle sowie acht Beiträge, die vollgekoppelte Klimamodelle benutzen. Vollgekoppelten Klimamodelle simulieren alle wichtigen Komponenten des Klimasystems – einschließlich des Meereises, der Ozeane, der Atmosphäre (und einige die Landoberfläche – sogenannte Erdsystemmodelle) – und erlauben diesen Komponenten sich gegenseitig zu beeinflussen, was ein vollständigere Darstellung der komplexen Meereisphysik ermöglicht. Allerdings haben diese Modelle den Nachteil, dass der von ihnen modellierte Zustand des Meereises i.A. eine stärkere Abweichung von den Beobachtung aufweist als von Wetterdaten angetriebene Meereis-Ozean Modelle (was nicht notwendigerweise heißt, dass die Vorhersage schlechter ist, weil die Meereis-Ozean Modelle nicht die aktuellen Wetterdaten benutzen können, da sie noch nicht existieren). Trennt man die vollgekoppelten dynamischen Modelle von den Meereis-Ozean-Modellen zeigen die vollgekoppelten Modelle eine etwas geringere Vorhersage (4,57 Mio km² versus 4,62 Mio km²) aber eine deutlich höhere Spannbreite (Abbildung 2). Dies kann wahrscheinlich auf die größere Unsicherheit durch die gekoppelte Atmosphäre und dadurch bedingt, durch einen größeren Abstand des simulierten Zustandes des Meereis-Ozean Systems von den Beobachtungen erklärt werden. Die mittlere Vorhersage der heuristischen Vorhersagen beträgt 4,0 Mio km² mit einer sehr geringen Spannbreite. Die beiden informellen Befragungen lieferten 2,9 Mio km² bzw. 5,3 Mio km2. Die Spannbreite aller Vorhersagen hat sich im Vergleich zum Vorjahr etwas verringert. Beide Extrema der Vorhersage stammen aus vollgekoppelten Modellen. Die Meereis-Ozean-Modelle zeigen eine geringere Spannbreite als die vollgekoppelten Modelle.

Abbildung 2: Meereisvorhersagen für September 2016 nach Methoden getrennt. Die Kastengrafik (Boxplots) zeigen für jede Methodengruppe: den Median, den Bereich, in dem sich 50 % der Werte befinden (oberes und unteres Quartil - „Breite der Box) sowie das Minimum und das Maximum der jeweiligen Methodengruppe. Die Anzahl der pro Gruppe berücksichtigten Beiträge ist der Legende zu entnehmen. (Quelle: www.arcus.org/sipn/sea-ice-outlook/2016/june)

Abbildung 3: Vorhersage aller Beiträge. Die gekoppelten Modelle sind blau und die Meereis-Ozean Modelle grün hervorgehoben. Die Punkte geben die Vorhersage an und die Intervalle sind die, von den einzelnen Teilnehmern zur Verfügung gestellten Unsicherheiten. Da die Unsicherheiten je nach Methode unterschiedlich definiert werden (müssen) ist eine direkte Vergleichbarkeit nicht möglich. (Quelle: www.arcus.org/sipn/sea-ice-outlook/2016/june)
Der arktische Winter 2016 brachte einige Rekorde: extrem warme Monate Dezember, Januar und Februar (die wärmsten seit 1880) und (wahrscheinlich dadurch bedingt) sehr geringe mittlere monatliche Meereisausdehnungen im Januar, Februar und März beobachtet (mehr Informationen hierzu hier). Overland und Wang (2016) erklären dies, zumindest zum Teil, mit einem großen arktischen Tiefdruckgebiet Ende 2015, das warme und feuchte Luft in die Arktis transportierte, besonders über die Kara- und Barentssee. Bedingungen über dem Gefrierpunkt wurden im Dezember auch über dem Nordpol beobachtet (siehe mehr Informationen hierzu hier). Im Januar und Februar trugen vom Süden kommende Winde über Alaska zu einem zweiten arktischen Temperaturmaximum bei (siehe auch mehr Informationen in Overland and Wang 2016 ). Basierend auf verschiedenen Wetterdaten ((Re)analyseprodukte), war die Arktis (gemittelt über 66°-90°N) sowohl im Januar als auch Februar mehr als 3 bis 6 Grad wärmer als in den letzten Jahren. Flugzeugmessungen der Meereisdicke über dem kanadischen Archipel und der südlichen Beaufortsee zeigten, dass die Dicke des mehrjährigen Eises ähnlich zu dem im Jahr 2015 war. Das einjährige Eis war jedoch deutlich dünner (< 2 m), was wahrscheinlich ein Ergebnis des ungewöhnlich warmen Winters und des deshalb eingeschränkten Wachstums des einjährigen Eises ist (siehe Abbildung 4). Diese Beobachtungen der Meereisdicke sowie Satellitenbilder deuten auf eine fragmentierte Eisbedeckung in der Beaufortsee hin. Dies ist auch in den CryoSat-2 Eisdicken des AWI zu erkennen. Dadurch ist diese Region dieses Jahr sehr anfällig für ein vollständiges Schmelzen während des Sommers. Auch zeigte dieses Gebiet eine frühe Entwicklung offener Wasserflächen, die zum Mai-Rekordminimum beitrugen. Auch in Barrow (Alaska) deuten verschiedene Beobachtungen auf Gebiete mit dünnem Eis hin. In diesem Jahr überstieg die Dicke des Festeises (Meereis, dass an Land „festhängt“ sich also nicht bewegt) in der Nähe von Barrow nie einen Meter – wahrscheinlich ein Ergebnis des reduzierten Wachstums im Winter und des frühen Einsetzen der Schmelzsaison.

Abbildung 5: Muster der Lufttemperatur auf 925 hPa Druckhöhe (ca. 750 m Höhe; links) ausgerückt als Differenz zum langjährigen Mittelwert von 1981-2010 und des Drucks auf Meeresspiegelniveau für Juni 2016 (rechts). (Quelle: www.esrl.noaa.gov/psd/products)