Het drijfijs op de Noordpool revisited

Het drijfijs op de Noordpool is voor velen een graadmeter van de menselijke invloed op het klimaat. Vanaf 1979 wordt het oppervlak drijfijs op de Noordpool gemeten met behulp van satellieten. Een reeks van satellieten heeft vanaf 1979 gemeten aan het drijfijs. Sinds 2010 doet de Cryosat-2 satelliet dit nuttige werk, samen met de JAXA satelliet vanaf 2012.

In onderstaande grafiek is het verloop van het minimum oppervlak drijfijs per jaar (in augustus /september) weergegeven. Tussen 1979 en 2018 is het oppervlak drijfijs afgenomen zoals te zien is. Trek je een lineaire trendlijn door deze grafiek en laat je die doorlopen tot voorbij het laatst gemeten jaar 2018 dan zou je kunnen berekenen wanneer de Noordpool ’s zomers ijsvrij is. Maar dat is een methode voor dummies: het oppervlak drijfijs is de resultante van een complex systeem aan factoren, en de werking daarvan is maar deels bekend.  Mensen zoals Al Gore, weerman Reinier van den Berg en poolschrijfster Bernice Notenboom trokken die denkbeeldige trendlijn zelf nog een stukje verder naar beneden en voorspelden allen dat de Noordpool nu ’s zomers al geheel ijsvrij zou moeten zijn.

Bron: NSIDC

De methode om het drijfijs te meten is complex. De satellieten meten ‘microwave’ straling die van het aardoppervlak af komt.  Omdat microgolven uitgezonden door water een andere golflengte hebben dan die van drijfijs ziet de sensor waar zich ijs aan de oppervlakte bevindt en waar water. De waarnemingen worden verwerkt tot digitale pixels. Elke pixel vertegenwoordigt een vierkant oppervlak op aarde. De eerste instrumenten zorgden voor een resolutie van ongeveer 25 kilometer bij 25 kilometer; latere instrumenten hebben een hogere resolutie. Met behulp van algoritmen wordt dan het ijsoppervlak geschat.

Dat lijkt makkelijk maar is het niet. In bovenstaande grafiek is sprake van “Sea Ice Extent”. Daarbij telt men elke pixel als ‘ijs’ waarin minimaal 15% van het oppervlak uit ijs bestaat. Dat heeft voordelen, bijvoorbeeld voor het tellen van de ijspixels. Maar er is ook een methode waarbij men voor elke pixel bekijkt hoeveel procent van de pixel uit ijs bestaat. Dan vermenigvuldigt men dat percentage met het pixel-oppervlak en verkrijgt men zo een wat nauwkeuriger schatting van het ijsoppervlak.  Deze methode is wel omslachtiger.  Het verkregen totaal oppervlak drijfijs met deze methode heet dan ‘area’ .

Bron: NERSC

Bovenstaande grafiek toont het verschil tussen ‘area’ en ‘extent’. Te zien is dat vanwege de methodeverschillen het oppervlak van ‘extent’ altijd wat groter uitvalt dan van ‘area’. Dat is logisch, een pixel met 16% ijs wordt in de eerste methode geteld als 100% ijs. De data zijn afkomstig van NERSC en gebaseerd op satellietdata. De datarecord van NERSC begint in 2003. Dat is interessant, want zo ziet het verloop van de minimum oppervlak ijs er veel minder dramatisch uit dan in de eerste grafiek. Sterker nog: vanaf 2007, dus al 12 jaar lang, is er geen sprake meer van een afname van het oppervlak zomerijs op de Noordpool.

Behalve het oppervlak drijfijs is ook de dikte van belang. Dunner ijs is gevoeliger voor afsmelten dan dikker ijs. In een recent bericht liet ik zien dat de opmerking van poolschrijfster Notenboom dat het ijs op de Noordpool steeds dunner wordt (zodat een herhaling van haar voettocht van 2014 niet meer mogelijk is) onzin is. Ik baseerde me op de kaartjes van het koninklijk Deens Meteorologisch Instituut (DMI).

Bron: DMI

De figuur hierboven toont de ijsdikte van een paar dagen geleden, op 30 januari 2019. Het kaartje is gebaseerd op satellietdata en calculaties met behulp van DMI drijfijsmodel  HYCOM-CICE.

Rechts in de hoek staat een grafiekje van het verloop van de ijsdikte op de Noordpool van de afgelopen jaren. Die grafiek intrigeerde me vooral omdat ik weinig verloop zie in de ijsdikte.  Ik heb het DMI gevraagd of ik de data achter deze grafiek kon krijgen en een paar dagen geleden kreeg ik ze opgestuurd. Het zijn gegevens van het totale ijsvolume op de Noordpool vanaf 2003. Daarvan heb ik de volgende grafiek gemaakt:

Bron: DMI

Hier hetzelfde beeld als bij het oppervlak ijs: vanaf 2007 treedt er geen afname meer op.   Ik heb het maximum en minimum ijsvolume per jaar in de volgende grafiek gezet om het fenomeen beter te kunnen bekijken:

Data:  DMI

Omdat de ijsvolume-datareeks van DMI dezelfde periode bestrijkt als de reeks van NERSC was het verleidelijk om beide te combineren. ‘Volume : oppervlak’ levert immers de gemiddelde ijsdikte op. Dat heb ik gedaan voor elk zomerminimum van 2003 t/m 2018. Dat leverde de volgende grafiek op:

Data:  DMI en NERSC

De trendlijn geeft weliswaar een lichte stijging te zien maar dat is waarschijnlijk het gevolg van lagere cijfers aan het begin van de periode. De gemiddelde ijsdikte over de gehele periode tijdens het zomerminimum is ~ 1,4 m. De ijsdikten gedurende de jaarlijkse maximale ijsuitbreiding zijn uiteraard veel groter. De gemiddelde ijsdikte gedurende de zomerminima lijkt in de gehele periode van 16 jaren min of meer gelijk gebleven te zijn. Verrassend?