Zusammenfassung
Der Sea Ice Outlook (SIO) Bericht für Juni 2020 erhielt insgesamt 33 Beiträge zur Vorhersage der September-Meereisausdehnung, die gesamtarktische Prognosen beinhalteten. Von diesen Beiträgen enthielten acht Einsendungen auch Vorhersagen für die Gesamt-Antarktis und die Alaska-Region (Beringmeer, Tschuktschensee, Beaufortsee). Zusätzlich wurden 13 Beiträge zu Meereiswahrscheinlichkeitsvorhersagen (engl. Bez.: sea ice probability, SIP) und 10 bezüglich des ersten meereisfreien Zeitpunkts (engl. Bez.: ice-free date, IFD) eingereicht. Neu in diesem Jahr ist, dass eisfreie Bedingungen für die Region Hudson Bay (acht Einreichungen) sowie die Kontur der September-Meereiskonzentration in der Region der Framstraße hinzugefügt wurden, die durch die MOSAiC Expedition motiviert waren (acht Einreichungen). Ebenfalls neu in diesem Jahr wurden all diejenigen, die zu den Prognosen beitragen gebeten, die Ausgangsbedingungen ihrer Prognosen (Meereiskonzentration und Meereisdicke) einzureichen, um besser zu verstehen, wie Beobachtungsdaten in ihren Prognosen verwendet werden. Für die Juni 2020 SIO wurden vier Beiträge über Ausgangsbedingungen mit eingereicht (drei von dynamischen Modellen und einer von einem statistischen Modell). Die Einsendungen zeigen, dass die Modelle im Allgemeinen in ihren Ausgangszuständen für die Meereiskonzentration übereinstimmen, wenn auch die Ausgangsbedingungen bezüglich der Meereisdicke stark streuen.
Für die Arktis liegt der Median der Juni Vorhersagen für die Meereisausdehnung im September 2020 bei 4,33 Millionen km² mit Quartilen von 4,06 und 4,59 Millionen km². Um den diesjährigen Ausblick in einen Zusammenhang zu stellen: das historische Rekordtief für September wurde 2012 mit 3,57 Millionen km² erreicht und der zweitniedrigste Rekord lag 2007 bei 4,27 Millionen km². Die diesjährige Prognose liegt nahe dem Juni 2019 Ausblick, der 4,40 Millionen km² betrug, und somit auch nahe der beobachteten September-Meereisausdehnung von 4,32 Millionen km² für das Jahr 2019. Für September 2020 prognostizieren nur zwei der Vorhersagen eine Meereisausdehnung unterhalb des historischen Tiefstandes von 2012.
In Bezug auf die vorhergesagte Meereisausdehnung für September 2020 besteht eine starke Übereinstimmung zwischen den Medianwerten von 4,35 und 4,26 sowie 4,35 Millionen km² aus den jeweiligen dynamischen, statistischen und heuristischen Ansätzen. Dies unterscheidet sich dahingehend von dem, was wir in der Vergangenheit gesehen haben: dass die heuristischen Konzepte im Allgemeinen niedrigere Medianwerte aufwiesen und die dynamischen Modelle im Allgemeinen höhere September-Meereisausdehnungswerte im Vergleich zum Gesamtmedian zeigten. Beispielsweise betrugen die Medianwerte der dynamischen, statistischen und heuristischen Konzepte im Juni 2019 SIO je 4,57 sowie 4,40 und 4,09 Millionen km², mit einem Unterschied von 0,48 Millionen km² zwischen der dynamischen und der heuristischen Methode.
Für die Region Alaska liegen die Aussichten für die kombinierte Meereisausdehnung des Beringmeers, der Tschuktschen- und Beaufortsee in der 2020 Rückzugssaison bislang geringfügig unter dem Median von 1981-2010 und deutlich unterhalb der Meereissaison von 2019. Von den acht Beiträgen basieren fünf auf dynamischen Modellen und drei auf statistischen Methoden. Der multimodale Median für die Juni 2020 SIO Prognosen beträgt 0,50 Millionen km². Um diese Prognosen in eine historische Perspektive zu rücken: die durchschnittliche Meereisausdehnung im September für die Alaska-Meere (Beringmeer, Tschuktschensee und Beaufortsee) beträgt über die Jahre von 2007 bis 2019 im Durschnitt 0,44 Millionen km².
Für die Hudson Bay wurde zum ersten Mal eine Vorhersage über eisfreie Zeitpunkte (engl. Bez.: ice-free dates, IFD) bereitgestellt. Bei den insgesamt acht Beiträge kamen sieben von dynamischen und einer von einem statistischen Modelle. Die Multimodel-Durchschnittsprognose eines eisfreien Zustandes bei einem Schwellwert von 15% Meereiskonzentration legt nahe, dass der südliche Teil der Bucht nicht vor Mitte Juli eisfrei sein wird, mit einigen Küstenregionen, die ihr Festeis nicht vor Ende Juli/Anfang August verlieren.
Für die Framstraße wurden, wie bereits erwähnt motiviert durch die MOSAiC-Expedition mit dem deutschen Forschungseisbrecher FS Polarstern, Beiträge zur Lage der Konturlinie der 80%igen Meereiskonzentration im September in der Framstraßen-Region erbeten. Es wurden acht Beiträge eingereicht. Die meisten dieser Prognosen stimmen darin überein, dass die 80 %-Kontur nahe der Position der FS Polarstern zum Zeitpunkt Juni 2020 liegt.
Für die Antarktis erreicht die Meereisbedeckung ihre maximale Ausdehnung im September. Dieses Jahr wurden acht Vorhersagen zur mittleren Meereisausdehnung für September eingereicht, wohingegen es im Vorjahr noch sechs waren. Die acht Prognosen überspannen eine Reichweite von 15,7 bis 21,3 Millionen km², was die Reichweite des beobachteten Satellitenrekords übertrifft.
Beiträge zum „2020 SIPN/Year of Polar Prediction community forcast experiment, the Sea Ice Drift Forcast Experiment (SIDFEx)“, gehen weiterhin ein und werden soweit verfügbar diskutiert.
Übersicht
Die 33 Beiträge des Juni-Berichts für die Vorhersagen der Meereisausdehnung für September 2020 basieren auf verschiedenen Ansätzen (siehe Abb. 1). Darunter sind drei Beiträge, welche einen heuristischen oder qualitativen Ansatz verfolgen (einer weniger als in 2019), 14 Beiträge, die auf statistischen Methoden beruhen (einer mehr als in 2019) sowie 16 Beiträge unter Verwendung dynamischer Modelle, d.h. basierend auf physikalischen Gleichungen (zwei mehr als 2019). Der für dieses Jahr projizierte Medianwert von 4,33 Millionen km² lässt sich mit den prognostizierten 4,4 Millionen km² für 2019 und 4,6 Millionen km² für 2018 vergleichen. Zwei Projektionen, beide nach dynamischen Modellen, sagen ein neues Rekordtief unterhalb der 2012 festgelegten Marke von 3,60 Millionen km² voraus. Umgekehrt prognostizieren vier dynamische Modelle die Meereisausdehnung im September auf über 5,0 Millionen km².
Für die Arktis liegt der Median der Juni-Vorhersagen für die Meereisausdehnung im September 2020 bei 4,33 km² mit Quartilen von 4,06 und 4,60 Millionen km². Die Voraussagen der dynamischen Modelle haben die größte Spanne der eingereichten Vorhersagen mit einem Mittelwert von 4,35 Millionen km² und Quartilen von 4,20 und 4,90 Millionen km². Diese Streuung ist größer als die Beiträge statistischer Methoden mit Quartilen von 3,96 und 4,57 Millionen km². Die Medianwerte aller drei Methoden liegen nahe beieinander: 4,35 (dynamisch), 4,26 (statistisch) und 4,35 (heuristisch) Millionen km² (siehe Abb. 2).
Abgesehen von den Beiträgen mit der höchsten und den zwei niedrigsten Vorhersagen liegen alle Schätzungen nahe beieinander. Folglich ergibt sich hieraus als Gesamtbild aus allen Gruppen, dass die Vorhersagen (basierend auf den jüngsten Beobachtungen) eine Persistenz zu den Vorjahren enthalten und gegen eine rapide Abnahme des arktischen Sommermeereises sprechen. Abbildung 3 zeigt die historischen Daten für die Ausdehnung des Meereises im September. Die Ausdehnung der letzten Jahre liegt nahe der linearen Trendlinie. Die extremen Minima in den Jahren 2007 und 2012 scheinen einzigartige Ereignisse zu sein, die durch hohe Temperaturen und ein ungewöhnliches Windmuster hervorgerufen wurden.
Meereiswahrscheinlichkeitsvorhersagen (SIP) und die Voraussage des ersten Meereisfreien Zeitpunkts (IFD) basierend auf räumlichen Feldern
Wie auch in den letzten Jahren, wurde erneut dazu eingeladen, Prognosen für die September-Meereiswahrscheinlichkeit (SIP) sowie für den ersten meereisfreien Zeitpunkt (IFD) einzureichen. Zusätzlich produziert das SIPN2 jetzt auch SIP- und IFD-Vorhersagen direkt aus den Meereiskonzentrationsvorhersagen (SIC) der Beitragenden. Weiterhin werden alle Gruppen ermutigt, jederzeit umfassende SIC-Vorhersagen einzureichen. Diese werden keiner Bias-Korrektur unterzogen.
Die SIP ist definiert als der Anteil der Ensemblevorhersagen, die eine Eiskonzentration von mehr als 15 % im September prognostizieren, geteilt durch die Gesamtanzahl der Ensemblemitglieder (wenn z.B. nur vier von acht Ensembleprognosen eine Eiskonzentration von mehr als 15 % vorhersagen, dann ist das SIP hierbei 50 %). Die IFD-Vorhersage beschreibt das erste Datum der „Schmelz-Saison“, an welchem die Meereiskonzentration an einem gegebenen Ort unter einen bestimmten Schwellenwert fällt – dieses Jahr geben wir IFD-Prognosen für zwei Grenzwerte an, darunter 15 % und 80 % Meereiskonzentration. Es werden 13 Vorhersagen zum SIP (zehn dynamische, drei statistische) und zehn IFD-Vorhersagen (neun dynamische, eine statistische) gezeigt.
Vorhersage der Meereiswahrscheinlichkeit (SIP)
Die SIP-Prognosen (siehe Abb. 4) zeigen im Allgemeinen niedrige Meereiswahrscheinlichkeiten entlang der Laptewsee und Ostsibirischen See (mit hoher Sicherheit einer offenen Nordostpassage). Jedoch ist die Unsicherheit in der Modellprognose signifikant – beachten Sie den Unterschied z.B. zwischen den Niedrig-Meereisvorhersagen von NOAA GFDL, UW APL, RASM und IAP LASG sowie den höheren SIP-Vorhersagen des UK MetOffice und der Navy ESPC. Wie auch in den vergangenen Jahren zu sehen war, stimmen die Modelle in den Regionen Spitzbergen / Barentssee / Karasee besser überein.
Vorhersage des ersten eisfreien Zeitpunkts (IFD)
Die Abbildungen 5a und 5b zeigen die IFD-Metriken aus den Prognosen und der Klimatologie unter Verwendung von zwei SIC-Schwellenwerten, 15 % und 80 %. Bei beiden Schwellenwerten besteht eine signifikante Modellunsicherheit hinsichtlich des Zeitpunkts der IFD. Interessanterweise befinden sich die Regionen mit hoher Prognose-Unsicherheit bei 15 % IFD und 80 % IFD nicht am selben Ort, sondern bewegen sich charakteristisch mit der Region in Näherung der 15 % und 80 % September Meereiskonzentration (SIC) in der Natur.
Kontakt
Fragen?
Schreiben Sie uns eine E-Mail oder nutzen Sie das Kontaktformular.
Grafiken
