Zusammenfassung

Der Sea Ice Outlook (SIO) Bericht erhielt im August 2018 insgesamt 39 Beiträge (34 im Juni, 39 im Juli) zur Meereisvorhersage in der Arktis, basierend auf heuristischen sowie auf statistischen und dynamischen Methoden. Neben Prognosen für die gesamte Meereisausdehnung der Arktis im September wurden zehn Vorhersagen (zehn im Juni, neun im Juli) für die Antarktis und elf Vorhersagen (elf im Juni und Juli) für den Sektor nördlich von Alaska (Beringmeer, Tschuktschensee, Beaufortsee) eingereicht. Der vollständige Bericht in englischer Sprache kann hier nachgelesen werden.

Der SIO, ein Produkt des Sea Ice Prediction Network-Phase 2 (SIPN2) Projektes, ist eine Plattform für die Forschungsgemeinschaft, um saisonale Prognosen der Meereiszustände auf Basis verschiedener Methoden zu vergleichen. Es stellt keine operationellen Vorhersagen zur Verfügung. Der SIO spezialisiert sich, beschränkt sich aber nicht, auf die Vorhersagbarkeit der Ausdehnung des arktischen Meereises für September – dem Ende der arktischen Schmelzsaison. Er ist offen für jeden, der an Meereis und seiner Vorhersage interessiert ist. Teilnehmende, deren Methoden räumliche Meereisinformationen bereitstellen, werden ermutigt, volle räumliche Felder über das SIPN Data Portal  bereitzustellen. Dieses Portal ermöglicht die Berechnung von Meereiswahrscheinlichkeitsvorhersagen (engl. Bez: sea ice probability SIP) und dem ersten, meereisfreien Zeitpunkt (engl. Bez: ice-free day, IFD).

Der Median der 39 Vorhersagen für die Ausdehnung arktischen Meereises im September 2018 ist 4,6 Millionen km² mit minimalen und maximalen Quartilen von 4,3 und 4,9 Millionen km². Diese Vorhersagen sind etwas höher und zeigen weniger Streuung als die Werte im August letzten Jahres, welche einen Median von 4,5 Mio. km² und minimale und maximale Quartile von 4,2 und 4.8 Millionen km² aufwiesen. Im Julibericht lag der Median bei 4,7 Millionen km² mit Quartilen von 4,4 und 4,9 Millionen km². Die gemischten und dynamischen Methoden führten zu einer größeren Streuung im August im Vergleich zur Julivorhersage. Vorhersagen für die Ausdehnung im September von statistischen und heuristischen Methoden sind generell niedriger als der 2017 beobachtete Median, wohingegen die Modelle eine Ausdehnung ähnlich oder leicht höher zu der des Vorjahres vorhersagen.

Die zwei niedrigsten, durch Satellitenbeobachtung ermittelten, mittleren monatlichen Meereisausdehnungen im September sind 3,6 Millionen km² im Jahr 2012 und 4,3 Millionen km² im Jahr 2007. Die Schlussfolgerung aus dem Juni- und Juli-Bericht 2018 ist, dass ein neues Rekordminimum für September dieses Jahrs höchst unwahrscheinlich ist. Die Ergebnisse vom August 2018 verstärken diese Schlussfolgerung - nur zwei der August Vorhersagen für die Eisausdehnung im September sind unter 4,0 Millionen km². Während die beobachtete Meereisausdehnung im Mai weit unter dem Langzeitmittelwert lag, haben die atmosphärischen Bedingungen im Juni und der ersten Hälfte des Julis einen recht langsamen Rückgang von Meereis begünstigt.
Die Vorhersage (Median) für die Ausdehnung im September im Alaska-Sektor beträgt 0,5 Millionen km², was leicht oberhalb der Vorhersage im Juni von 0,47 Millionen km² und Juli von 0,49 Millionen km² liegt. Der beobachtete Rückgang des Meereises in diesem Sektor der Arktis war bis in den späten Juli gering. Die August Vorhersage für die antarktische Meereisausdehnung im September beträgt 18,95 Millionen km², im Vergleich zu 18,86 Millionen km² der Juli-Vorhersage und 18,62 in der Juni-Vorhersage.

Übersicht

Von den 39 eingereichten SIO Beiträgen im August 2018 zur arktischen Meereisausdehnung im September 2018 basieren 15 auf dynamischen Modellen, 18 auf statistischen Methoden und vier sind heuristische Herangehensweisen (qualitative Analysen). Die verbleibenden zwei sind gemischte Methoden (eine Kombination aus statistischen und heuristischen Methoden (Abbildung 1).

Der Median der Meereisausdehnung im September 2018 basierend auf allen Methoden beträgt 4,6 Millionen km², mit minimalen und maximalen Quartilen von 4,3 und 4,9 Millionen km².
Die Vorhersagen basierend auf den dynamischen Methoden hatten den größten Median mit 4,9 Millionen km² und die größte Streuung im Vergleich zu den anderen Methoden mit Quartilen von 4,3 und 5,0 Millionen km². Der Median für August ist etwas geringer als der der Julivorhersage sowohl für die statistischen (4,7 und 4,6 Millionen km²) wie auch für die gemischten Methoden mit 5,0 und 4,8 Millionen km². Die heuristischen Methoden bleiben unverändert zu den vorherigen Monaten mit einem Median von 4,3 Millionen km² und einer Spannbreite von 4,0 bis 4,5 Millionen km². Die Streuung von Juli zur August Vorhersage stieg für die dynamischen und die gemischten Methoden (um 0,4 Millionen km² bei beiden). Bei den statistischen Verfahren verringerte sich die Streuung um 0,1 Millionen km² und blieb für die heuristischen Methoden gleich. Für alle drei Monate ist die Vorhersage für die heuristischen Methoden sehr ähnlich während die Augustvorhersagen der statistischen, gemischten und dynamischen Methoden einen niedrigen Wert für die Septembermeereisausdehnung vorhersagen (siehe Abbildung 2).

Meereiswahrscheinlichkeitsvorhersagen (SIP) und die Voraussage des ersten Meereisfreien Zeitpunkts (IFD) basierend auf räumlichen Feldern

Wie auch in den vergangenen Jahren wurde erneut dazu eingeladen, Beiträge zu Meereiswahrscheinlichkeitsvorhersagen (SIP) sowie zu Voraussagen eines meereisfreien Zeitpunkts (IFD) einzureichen. Zusätzlich produziert das SIPN auch SIP- und IFD-Vorhersagen direkt aus den Meereiskonzentrationsvorhersagen (SIC) der Beitragenden. Weiterhin werden alle Gruppen ermutigt, jederzeit umfassende SIC-Vorhersagen einzureichen. Das SIP ist als die Anzahl von Ensemblemitgliedern in einer Ensemblevorhersage definiert, in der im September eine Eiskonzentration von mehr als 15 % auftritt, geteilt durch die Gesamtanzahl der Ensemblemitglieder. Die IFD-Vorhersage beschreibt das erste Datum der „Schmelz-Saison“, an welchem die Meereiskonzentration an einem gegebenen Ort unter 50 % fällt und unter 50 % in den darauffolgenden zehn Tagen bleibt. Für den SIO im Juli 2018 wurden 14 SIP Beiträge (elf dynamische, drei statistische) und zehn IFD Beiträge eingereicht. Beide zeichnen sich durch hohe Werte aus.

Vorhersage der Meereiswahrscheinlichkeit (SIP)

Die Ergebnisse der meisten SIP-Vorhersagen sind ähnlich zu denen des letzten Monats (Juni und Juli 2018). Die Vorhersagenunsicherheit (die Streuung) zwischen den Modellen ist am höchsten für den Bereich der Ostsibirischen See. Dies ist ein Phänomen, das bereits in den vergangenen Jahren beobachtet wurde, da einige Modelle eine „Meereiszunge“ erwarten, die sich nach Süden in Richtung Küste erstreckt, während andere offene Bedingungen vorhersagen.

Im Vergleich zum Juli-Multi-Modell-Mittelwert zeigt der August-Multi-Modell-Mittelwert einen niedrigeren SIP über fast dem ganzen arktischen Ozean mit Ausnahme des kanadischen Archipels (siehe Abbildung 3). Die größten Abnahmen im Multi-Modell-Mittelwert des SIP gab es entlang des nördlichen Randes der Laptewsee in den Arktischen Ozean. Die meisten Modelle zeigen jetzt eine offene Nordostpassage entlang der russischen Küsten. Dies ist sehr wahrscheinlich da die meisten Beobachtungen Mitte August eine fast schon eisfreie Passage zeigen (siehe Abbildung 3).

Voraussage des ersten eisfreien Zeitpunkts (IFD)

Wie im Fall des SIO vom Juni  und Juli 2018 zeigt sich eine erhebliche Streuung der IFDs in allen Modellen, wobei die Streuung zwischen den Modellen über einen Monat entlang der randlichen Meereiszone liegt (Abbildung 4).

Der vollständige Bericht in englischer Sprache kann hier nachgelesen werden.

Kontakt:
Dr. Renate Treffeisen (AWI)

Haben Sie Fragen?
info(at)meereisportal.de

Zusammenfassung

Der Sea Ice Outlook (SIO) Bericht erhielt im Juli 2018 insgesamt 39 Beiträge zur Meereisvorhersage in der Arktis, basierend auf heuristischen sowie auf statistischen und dynamischen Methoden. Neben Prognosen für die gesamte Meereisausdehnung der Arktis im September wurden neun Vorhersagen für die Antarktis und elf Vorhersagen für den Sektor nördlich von Alaska (Beringmeer, Tschuktschensee, Beaufortsee) eingereicht. Der vollständige Bericht in englischer Sprache kann hier nachgelesen werden.

Der SIO, ein Produkt des Sea Ice Prediction Network-Phase 2 (SIPN2) Projektes, ist eine Plattform für die Forschungsgemeinschaft, um saisonale Prognosen der Meereiszustände auf Basis verschiedener Methoden zu vergleichen. Es stellt keine operationellen Vorhersagen zur Verfügung. Der SIO spezialisiert sich, beschränkt sich aber nicht, auf die Vorhersagbarkeit der Ausdehnung des arktischen Meereises für September – dem Ende der arktischen Schmelzsaison. Er ist offen für jeden, der an Meereis und seiner Vorhersage interessiert ist. Teilnehmende, deren Methoden räumliche Meereisinformationen bereitstellen, werden ermutigt, volle räumliche Felder über das SIPN Data Portal bereitzustellen. Dieses Portal ermöglicht die Berechnung von Meereiswahrscheinlichkeitsvorhersagen (engl. Bez: sea ice probability SIP) und dem ersten, meereisfreien Zeitpunkt (engl. Bez: ice-free day, IFD).

Der Median der 39 Vorhersagen für die Ausdehnung arktischen Meereises im September 2018 ist 4,7 Millionen km² mit minimalen und maximalen Quartilen von 4,4 und 4,9 Millionen km². Diese Vorhersagen sind etwas höher und zeigen weniger Streuung als die Werte im Juli letzten Jahres, welche einen Median von 4,5 Mio. km² und minimale und maximale Quartilen von 4,2 und 4.8 Millionen km² aufwiesen. Im Gegensatz zum Bericht des letzten Monats (Juni 2018) ist die Streuung der dynamischen Modelle weitaus geringer. Vorhersagen für die Ausdehnung im September von statistischen und heuristischen Methoden sind generell niedriger als der 2017 beobachtete Median, wohingegen die Modelle eine Ausdehnung ähnlich der des Vorjahres vorhersagen.

Die zwei niedrigsten, durch Satellitenbeobachtung ermittelten, mittleren monatlichen Meereisausdehnungen im September sind 3,6 Millionen km² im Jahr 2012 und 4,3 Millionen km² im Jahr 2007. Die Schlussfolgerung aus dem Juni-Bericht 2018 ist, dass ein neues Rekordminimum für September dieses Jahrs höchst unwahrscheinlich ist. Die Ergebnisse vom Juli 2018 verstärken diese Schlussfolgerung - nur zwei der Juli Vorhersagen für die Eisausdehnung im September sind unter 4,0 Millionen km². Während die beobachtete Meereisausdehnung im Mai weit unter dem Langzeitmittelwert lag, haben die atmosphärischen Bedingungen im Juni und der ersten Hälfte des Julis einen recht langsamen Rückgang von Meereis begünstigt.

Die Vorhersage (Median) für die Ausdehnung im September im Alaska-Sektor beträgt 0,49 Millionen km², was leicht oberhalb der Vorhersage im Juni von 0,47 Millionen km² liegt. Der beobachtete Rückgang des Meereises in diesem Sektor der Arktis war bis in den späten Juli gering, zudem gab es Anfang Juli einen leichten Anstieg von Meereis in der Beaufortsee. Die Juli Vorhersage für die antarktische Meereisausdehnung im September beträgt 18,9 Millionen km², im Vergleich zu 18,3 Millionen km² der Juni-Vorhersage.

Übersicht

Von den 39 eingereichten SIO Beiträgen im Juli 2018 zur arktischen Meereisausdehnung im September 2018 basieren 15 auf dynamischen Modellen, 18 auf statistischen Methoden und vier sind heuristische Herangehensweisen (qualitative Analysen). Die verbleibenden zwei sind gemischte Methoden (eine Kombination aus statistischen und heuristischen Methoden (Abbildung 1).

Der Median der Meereisausdehnung im September 2018 basierend auf allen Methoden beträgt 4,7 Millionen km², mit minimalen und maximalen Quartilen von 4,4 und 4,9 Millionen km². Während die Juni-Vorhersagen 2018, die auf dynamischen Modellen basieren, im Vergleich zu den anderen Methoden die größte Streuung aufweisen, wurde diese Streuung im Juli SIO drastisch verringert, (4,6 bis 5,0 Millionen km²) - eine etwas geringere Streuung als die der heuristischen (4,0 bis 4,5 Millionen km²) und statistischen (4,4 bis 4,9 Millionen km²) Methoden (Abbildung 2). Die zwei gemischten Methoden waren sich jeweils mit einer Spannbreite von 5.0 und 5.1 Millionen km² sehr ähnlich.

Meereiswahrscheinlichkeitsvorhersagen (SIP) und die Voraussage des ersten Meereisfreien Zeitpunkts (IFD) basierend auf räumlichen Feldern

Wie auch in den vergangenen Jahren wurde erneut dazu eingeladen, Beiträge zu Meereiswahrscheinlichkeitsvorhersagen (SIP) sowie zu Voraussagen eines meereisfreien Zeitpunkts (IFD) einzureichen. Zusätzlich produziert das SIPN auch SIP- und IFD-Vorhersagen direkt aus den Meereiskonzentrationsvorhersagen (SIC) der Beitragenden. Weiterhin werden alle Gruppen ermutigt, jederzeit umfassende SIC-Vorhersagen einzureichen. Das SIP ist als die Anzahl von Ensemblemitgliedern in einer Ensemblevorhersage definiert, in der im September eine Eiskonzentration von mehr als 15 % auftritt, geteilt durch die Gesamtanzahl der Ensemblemitglieder. Die IFD-Vorhersage beschreibt das erste Datum der „Schmelz-Saison“, an welchem die Meereiskonzentration an einem gegebenen Ort unter 50 % fällt und unter 50 % in den darauffolgenden zehn Tagen bleibt. Für den SIO im Juli 2018 wurden 14 SIP Beiträge (elf dynamische, drei statistische) und zehn IFD Beiträge eingereicht. Beide zeichnen sich durch hohe Werte aus.

Vorhersage der Meereiswahrscheinlichkeit (SIP)

Die Ergebnisse der meisten SIP-Vorhersagen sind ähnliche zu denen des letzten Monats (Juni 2018). Die Vorhersagenunsicherheit (die Streuung) zwischen den Modellen ist am höchsten für den Bereich der Ostsibirischen See. Dies ist ein Phänomen, das bereits in den vergangenen Jahren beobachtet wurde, da einige Modelle eine „Meereiszunge“ erwarten, die sich nach Süden in Richtung Küste erstreckt, während andere offene Bedingungen vorhersagen. Für die Nordostpassage ist die Vorhersagewahrscheinlichkeit für diesen September (mittlere Modellprognose SIP von ~ 10-20 %) im Vergleich zum Juni SIO (mittlere Modellprognose SIP ~ 30 %) etwas geringer. Im Vergleich zum Juni-Multi-Modell-Mittelwert zeigt der Juli-Multi-Modell-Mittelwert einen interessanten Pan-arktischen-Dipol (unter Berücksichtigung von Modellen, die SIP-Prognosen sowohl für Juni- als auch Juli-SIOs eingereicht haben): erhöhte SIP (~ 10 % im Vergleich zur Juni-Modell-Mittelwert-Vorhersage) in den Beaufort-, Tschuktschensee- und Ostsibirischen See, und verringerte SIP (~ 10-15 %) in den Laptev-, Kara- und Barentssee (siehe unteres rechtes Feld in Abbildung 3).

Voraussage des ersten eisfreien Zeitpunkts (IFD)

Wie im Fall des SIO vom Juni 2018 zeigt sich eine erhebliche Streuung der IFDs in allen Modellen, wobei die Streuung zwischen den Modellen über einen Monat entlang der randlichen Meereiszone liegt (Abbildung 4).

Der vollständige Bericht in englischer Sprache kann hier nachgelesen werden.

Kontakt:
Dr. Renate Treffeisen (AWI)

Haben Sie Fragen?
info(at)meereisportal.de

Zusammenfassung

Der Sea Ice Outlook Bericht enthält im Juni 2018 insgesamt 34 Beiträge zur Meereisvorhersage in der Arktis. Darunter sind zehn Beiträge zu gesamt-antarktischen Vorhersagen enthalten sowie elf weitere Beiträge zu Vorhersagen für die Meereisausdehnung für die Gewässer Alaskas. Zusätzlich wurde eine Arbeit eingereicht, welche einen regionalen Fokus auf die Nares-Straße (Wasserstraße zwischen der Ellesmere-Insel und Grönland) legt. Die Vorhersagen zur arktischen Meereisausdehnung basieren auf heuristischen sowie auf statistischen und dynamischen Methoden.

Der Juni 2018 Mittelwert aller Vorhersagen zur arktischen Meereisausdehnung für September 2018 beträgt 4,6 Millionen km². Die Quartilsgrenzen liegen hier bei 4,4 und 4,9 Millionen km² (siehe Abbildung 1). Im Vergleich zum Median und der Quartile der Junivorhersage des letzten Jahres, zeigen die Vorhersagen der Meereisausdehnung für September etwas höhere Werte und eine geringere Schwankungsbreite auf. Der Median der Vorhersagen für die Meereisausdehnung im September letzten Jahres betrug 4,4 Millionen km² in den Quartilsgrenzen von 4,1 und 4,7 Millionen km². Um die diesjährige Vorhersage im Kontext der vergangenen Jahre zu sehen, werden Beobachtungswerte der Meereisausdehnung von 4,3 Millionen km² in 2007, 3,6 Millionen km² in 2012 und 4,7 Millionen km² in 2016, hinzugezogen. Für September 2018 liegen lediglich zwei Schätzungen unter einem Wert von 4,0 Millionen km². Folglich ergibt sich, dass aufgrund der momentanen Vorhersage aller Gruppen ein neues Rekordtief der Meereisausdehnung gegenwärtig nicht erwartet wird. 

Innerhalb der Vorhersageergebnisse ist eine beträchtliche Differenz zu beobachten, welche aus den dynamischen Methoden (nummerischen Modellen) resultiert. Die statistischen und heuristischen Verfahren hingegen zeigen, im Vergleich mit dem Median der gesamten Vorhersagen, eine generell niedrige Meereisausdehnung für September auf. Wie auch in den Vorjahren, befand sich die Meereisausdehnung im Mai dieses Jahres deutlich unter dem Langzeit-Durschnitt. Zusätzlich hat das Wetter im Juni einen schnellen Rückgang des Sommermeereises nicht begünstigt.

Der SIO-Bericht für Juni 2018 ist das Ergebnis der Arbeiten des „Sea Ice Prediction Networks – Phase 2 (SIPN2)“. Das Ziel des vorhergehenden SIPN1 war es, die wissenschaftliche Diskussion der physikalischen Bedingungen, welche sich auf das Sommermeereis auswirken, zu verstärken. Im Rahmen von SIPN2 gibt es eine weitere quantitative Analyse, um Ergebnisse von Prognosemodelle zu vergleichen. Eine neue Entwicklung im Rahmen des SIO-Berichts ist die folgende: Alle Teilnehmer, deren Methoden Auskunft über die lokale Bedingungen geben wurden ermutigt, vollständige räumliche Felder über das neue SIPN-Daten-Portal für die Berechnung von Messgrößen, wie die Vorhersagen der Meereisausdehnungswahrscheinlichkeit und dem ersten eisfreien Tag, sowie weitere regionale Analysen für den SIO-Bericht zur Verfügung zu stellen.

Der Bericht (hier kann der englische Originalbericht gelesen werden) enthält einen Abschnitt über die vorausgesagten räumlichen Felder und eine Diskussion zur Vorhersage der Meereiswahrscheinlichkeit (SIP) und des eisfreien Zustands von mehreren dynamischen Modellen. Abschließend enthält der Bericht einen Abschnitt mit Diskussionen zu regionalen Eiszuständen in besonders wichtigen Gebieten sowie einen Abschnitt, in welchem die antarktischen Vorhersagen der Meereisausdehnung diskutiert werden. Der vollständige Bericht ist hier einzusehen.

Weitere Beiträge des „2018 SIPN/Year of Polar Prediction community forecast experiment, the Sea Ice Drift Forecast Experiment (SIDFEx)”, werden eingereicht. Die Ergebnisse des Experimentes werden in einem folgenden SIO-Bericht dargelegt.

Übersicht

Die 34 Beiträge des Juni Berichts für die Vorhersagen der Meereisausdehnung für September 2018, basieren auf verschiedenen Ansätzen (siehe Abbildung 1). Darunter sind vier Beiträge, welche einen heuristischen Ansatz verfolgen (qualitative Analyse), zwei Beiträge, welche auf einer Kombination aus statistischen und heuristischen Ansätzen basieren, 16 Beiträge auf Basis von statistischen Methoden, sowie zwölf Beiträge, welche dynamische Modelle (basierend auf physikalischen Gleichungen) anwenden.

Für die Arktis beträgt der Median der 34 Beiträge zur Vorhersage der Meereisausdehnung im September 2018 4,6 Millionen km². Die Quartilsgrenzen liegen hier bei 4,4 und 4,9 Millionen km². Die Voraussagen der dynamischen Modelle haben die größte Spanne der eingereichten Vorhersagen, während die Vorhersagen durch heuristische und statistische Methoden für die Ausdehnung im September im Vergleich zu den gemischten Methoden und den dynamischen Modellen geringere Werte aufzeigen. (Abbildung 2)

Der diesjährige vorhergesagte Median von 4,6 Millionen km² ist vergleichbar mit den vorhergesagten Werten von 4,4 Millionen km² für 2017 und 4,7 Millionen km² für 2016. Abgesehen von den Beiträgen mit der höchsten und den zwei niedrigsten Vorhersagen verhalten sich alle Schätzungen in einer ungefähren Größenordnung von etwas mehr als 1,0 Millionen km². Folglich ergibt sich hieraus als Gesamtbild aus allen Gruppen, dass die Vorhersagen eine Persistenz zu den Vorjahren enthalten und gegen eine rapide Abnahme des arktischen Sommermeereises in 2018 spricht.