Met alarmbellen die luiden over de snelle ondergang van het zee-ijs in de Noordelijke IJszee, satellietgegevens hebben aangetoond hoe het binnendringen van warmere Atlantische wateren de ijsgroei in de winter vermindert. In aanvulling, met seizoensgebonden ijs onvoorspelbaarder dan ooit, ESA's SMOS- en CryoSat-satellieten worden gebruikt om de zee-ijsvoorspellingen te verbeteren, die cruciaal zijn voor de scheepvaart, visserij en inheemse gemeenschappen, bijvoorbeeld.

De hoeveelheid zee-ijs die in de Noordelijke IJszee drijft, varieert enorm naarmate het groeit en krimpt met de seizoenen. Hoewel een deel van het oudere, dikkere ijs overal aanwezig is, er is een onmiskenbare trend van afnemend ijs naarmate de klimaatverandering zijn greep op dit kwetsbare poolgebied verstevigt.

Arctisch zee-ijs bereikt een maximum rond maart na de koude wintermaanden en krimpt vervolgens tot een minimum rond september na het smelten van de zomer. Echter, deze seizoensschommelingen zijn niet alleen gekoppeld aan de veranderende seizoenen - het blijkt dat samen met ons opwarmende klimaat, de temperatuur van het aangrenzende oceaanzeewater draagt ​​nu ook bij aan de kwetsbaarheid van het ijs.

Eerder onderzoek suggereerde dat zee-ijs zich in de winter gedeeltelijk kan herstellen na een sterke zomersmelt, omdat dun ijs sneller groeit dan dik ijs. Echter, nieuwe bevindingen geven aan dat de hitte van de oceaan dit stabiliserende effect overweldigt - waardoor het volume zee-ijs dat in de winter opnieuw kan groeien, wordt verminderd. Dit betekent dat zee-ijs kwetsbaarder is tijdens warmere zomers en winterstormen.

Het onlangs gepubliceerde onderzoek in de Tijdschrift voor Klimaat beschrijft hoe wetenschappers satellietgegevens van ESA's Climate Change Initiative gebruikten om veranderingen in het volume van Arctisch zee-ijs tussen 2002 en 2019 te berekenen.

Robert Rikker, van het AWI Helmholtz Center for Polar and Marine Research in Duitsland, en collega's brachten regionale veranderingen in het zee-ijsvolume als gevolg van drift in kaart en berekenden hoeveel ijs er elke maand groeit als gevolg van bevriezing. Ze gebruikten ook modelsimulaties om de oorzaken van verandering te onderzoeken, die hun bevindingen bevestigden.

Dr. Ricker zei, "In de afgelopen decennia hebben we de tendens waargenomen dat hoe minder ijs je hebt aan het begin van het vriesseizoen, hoe meer het groeit in het winterseizoen.

"Echter, wat we nu hebben gevonden is dat in de Barentszzee en de Karazee regio's, dit stabiliserende effect wordt teniet gedaan door de hitte van de oceaan en warmere temperaturen die de ijsgroei in de winter verminderen."

Dit nieuwe proces heet Atlantificatie, wat betekent dat de warmte van de Atlantische Oceaan die naar hogere breedtegraden wordt vervoerd, ervoor zorgt dat de rand van het zee-ijs zich terugtrekt.

"Belangrijk, dit betekent ook dat als je een warme zomer of harde wind hebt, het zee-ijs is minder veerkrachtig, " voegde Dr. Ricker eraan toe.

De onderzoekers zijn van mening dat het stabiliserende mechanisme in andere regio's van het noordpoolgebied in de toekomst ook kan worden overmeesterd.

Hoewel het duidelijk van essentieel belang is om het Arctische zee-ijs te blijven monitoren op bewijzen ter ondersteuning van het klimaatbeleid, satellietwaarnemingen worden praktisch gebruikt, zoals het voorspellen van zee-ijs.

IJsdiktegegevens van de CryoSat-missie speelden een belangrijke bijdrage aan de bevindingen van Atlantification, maar de gegevens van de missie in combinatie met gegevens van de SMOS-satelliet zijn ook de sleutel tot het verbeteren van de voorspellingen van het dunnere, meer kwetsbare dunne zee-ijs.

Het Alfred Wegner Institute (AWI) in Duitsland voegt wekelijkse CryoSat-gegevens samen met dagelijkse SMOS-gegevens om elke dag een wekelijks gemiddeld product te genereren.

Naast het gebruik voor prognoses, deze gecombineerde gegevens laten zien dat het volume zee-ijs in het winterseizoen 2020-21 het laagst was sinds het begin van deze zee-ijsgegevensproducten in 2010.

Stefan Hendricks van AWI zei:"De aanjager van dit lage volume zee-ijs is de regio ten noorden van Groenland en de Canadese archipel, waar het dikste ijs zich gewoonlijk bevindt. Afgelopen winter, dik zee-ijs was bijna afwezig. De rest van het Arctische zee-ijs is een mix van boven- en ondergemiddeld."

De informatie kan mogelijk ook de voorspellingen van het weer en het klimaat verbeteren.

Veel seizoensvoorspellingscentra bieden dynamische voorspellingen van zee-ijs. Hoewel het assimileren van zee-ijsconcentraties gebruikelijk is, beperkende initiële voorwaarden voor de dikte van het zee-ijs bevindt zich in een vroeg stadium. Echter, eerste assimilatiestudies van het European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) wijzen op een significante verbetering van het seizoensvoorspellingssysteem.

Beena Balan Sarojini van ECMWF zei:"Onze resultaten tonen het nut aan van nieuwe waarnemingsproducten voor zee-ijs in zowel gegevensassimilatie als voorspellingssystemen, en ze suggereren sterk dat betere initiële informatie over de zee-ijsdikte cruciaal is voor het verbeteren van sub-seizoens- tot seizoensgebonden zee-ijsvoorspellingen."