El hielo marino en el Océano Ártico está en una espiral descendente, con una extensión mínima de verano alrededor de un 40 por ciento más pequeña que en la década de 1980. Pero predecir cómo se comportará el hielo marino en un año en particular es complicado:todavía hay muchas incógnitas sobre las condiciones de la capa de hielo marino, por no hablar de las dificultades de pronosticar el clima y el comportamiento de los océanos en escalas de tiempo estacionales.

Los investigadores de la NASA están trabajando para mejorar sus pronósticos del tamaño de la capa de hielo marino del Ártico al final de la temporada de deshielo del verano, pero el objetivo no es solo tener una mejor predicción de la cobertura de hielo marino. El desafío de hacer pronósticos de hielo marino en verano permite a los científicos probar su comprensión de los procesos que controlan el crecimiento y el retroceso del hielo marino estacional. y perfeccionar los modelos de computadora que representan conexiones entre el hielo, atmósfera y océano.

Una iniciativa de base lanzada en 2008 compara los esfuerzos de diferentes equipos de investigación cada año para predecir el hielo marino del Ártico al final del verano. Este año, tres equipos de la NASA se encuentran entre más de tres docenas de grupos que presentaron al menos una predicción. Los grupos participantes en la Red de predicción del hielo marino (SIPN) utilizan diferentes métodos, que van desde el análisis estadístico hasta los modelos dinámicos, intuiciones y combinaciones de técnicas. Los equipos pueden enviar pronósticos en junio, Julio y agosto según las condiciones actuales del hielo marino en esos momentos. Cada otoño el proyecto publica un análisis de las presentaciones del año, revisar las lecciones aprendidas y brindar orientación para futuros esfuerzos de investigación.

La comparación de diferentes métodos permite a los científicos ir más allá de la simple recopilación de observaciones de las características del hielo marino para probar hipótesis sobre los impulsores del comportamiento del mar en un año en particular. Como ejemplo, Dichos métodos permitirán a los investigadores examinar más de cerca el impacto del espesor del hielo en verano o la presencia de estanques de agua de deshielo al comienzo de la temporada de deshielo. También les permitirá determinar si una característica singular del hielo es más útil que analizar una combinación de factores.

Entre otros datos, los equipos participantes utilizan la concentración de hielo marino (la cantidad de un área determinada que está cubierta de hielo) y la extensión, que toma en consideración todas las áreas del Océano Ártico y los mares circundantes donde el hielo cubre al menos el 15 por ciento de la superficie del océano. Extensiones más altas de hielo marino y, más importante, concentraciones más altas hacen que el hielo sea más resistente al derretimiento, porque una menor parte del océano está expuesta y, por lo tanto, es menos capaz de absorber el calor solar. Los conjuntos de datos de concentración y extensión se basan en métodos desarrollados en las décadas de 1970 y 1980 por científicos del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt. Maryland, y actualmente curado por el archivo de datos de la NASA en el Centro Nacional de Datos de Nieve y Hielo (NSIDC) en Boulder, Colorado.

Además, un estudio aéreo de larga duración de la NASA del hielo polar llamado Operación IceBridge proporciona mediciones a los equipos de SIPN sobre el espesor del hielo marino de primavera, derretir estanques y condiciones de nieve, que son otros tres parámetros que influyen en la temporada de deshielo de verano.

Alek Petty, un investigador del hielo marino en Goddard, ha presentado pronósticos a la SIPN durante los últimos dos años que se basan en un modelo estadístico que analiza las mediciones satelitales de la concentración del hielo marino y el inicio del deshielo. Un aspecto de la temporada de deshielo de verano que Petty prueba con su modelo es la cuestión de cómo los estanques de deshielo (los charcos de color azul brillante de agua derretida que aparecen en el hielo marino en la primavera y el verano) también pueden ayudar a predecir la extensión del hielo marino en el final del verano. Petty puede ejecutar su modelo con datos sobre la cobertura del estanque de deshielo de primavera obtenidos mediante un modelo climático realizado por investigadores del Reino Unido.

"Una de las dificultades con el modelo del estanque de deshielo es que no tenemos muchas buenas observaciones de los estanques de deshielo en el Ártico para su validación, "Eso es lo que la Operación Puente de Hielo ahora está tratando de proporcionar con sus recientes campañas de hielo marino de verano", dijo Petty.

Richard Cullather, un modelador del clima en Goddard, utiliza un modelo dinámico del sistema climático que tiene en cuenta las interacciones entre el hielo marino del Ártico, el océano y la atmósfera. Este año, su cuarta participación en SIPN, Aplicó medidas de espesor del hielo marino a partir de datos satelitales para definir las condiciones del paquete de hielo marino antes del comienzo de la temporada de deshielo. Cullather espera que esta adición mejore el pronóstico.

"Parece que el hielo que queda a finales del verano depende del grosor inicial del hielo, ", Dijo Cullather." Ejecutamos nuestro pronóstico en junio sin el espesor del hielo marino y vino con una predicción mucho más alta que cuando realmente introdujimos las mediciones de espesor. Eso sugiere que agregar las observaciones de espesor está cambiando nuestros valores ".

Datos de IceBridge de la NASA, junto con las mediciones del satélite CryoSat-2 de la ESA (Agencia Espacial Europea), proporcionar información clave sobre el grosor. Con el hielo de la NASA, Nube, y Land Elevation Satellite-2 (ICESat-2), una misión programada para lanzarse en 2018 que medirá la altura del hielo marino sobre la superficie del océano, Se dispondrá de información de espesor mejorada para informar las predicciones de fusión.

Finalmente, Walt Meier, un científico del hielo marino que trabajó en Goddard hasta julio y actualmente está en NSIDC, utiliza un método estadístico simple que analiza la extensión total del hielo marino de 2005 a 2016 y promedia los cambios diarios en la extensión día a día hasta finales de septiembre.

"Solo utilizo datos de los últimos 12 años porque antes de 2006, el borde de la capa de hielo marino al comienzo de la temporada de deshielo se encontraba mucho más al sur, por lo que se derretiría más rápidamente en julio y agosto que ahora, "dijo Meier, quien ha participado en SIPN desde sus inicios y es miembro del equipo de liderazgo.

A pesar de que la capa de hielo marino comenzó la temporada de deshielo desde una extensión anual máxima récord en marzo, ninguna de las predicciones de Petty, Cullather y Meier piden que la extensión de septiembre de este año sea menor que la de 2012, que es el más bajo jamás observado durante el registro satelital de las mediciones del hielo marino del Ártico que comenzó en 1979. Aún así, sus pronósticos sugieren una extensión en línea con la tendencia a la baja a largo plazo del hielo marino del Ártico.

Un desafío común a los pronósticos existentes es que, dado que el hielo marino se ha adelgazado drásticamente en las últimas décadas, ha aumentado el impacto de fenómenos meteorológicos como los grandes ciclones de verano en la capa de hielo. También, Por lo general, el clima no se puede predecir con más de 10 días de anticipación.

"Las tormentas de verano pueden tener diferentes efectos, "Dijo Cullather." Si el hielo es razonablemente grueso, la tormenta puede distribuir el paquete de hielo para que luego cubra una mayor extensión. Si el hielo es muy fino y lo esparces, permitirá que se derrita más rápido porque el sol calienta más aguas abiertas ".

"Cada vez hay más interés en las predicciones estacionales del hielo marino del Ártico, pero al mismo tiempo, las cosas son un desafío debido a las condiciones cambiantes del paquete de hielo y cómo responde al clima, ", Dijo Meier. Pero las mejoras en los modelos y las estadísticas, junto con un registro cada vez mayor de mediciones del hielo marino, hacer que los pronosticadores sean optimistas sobre el futuro. "La esperanza es que los modelos puedan superar los cambios en el Ártico, que podremos ponernos al día y producir pronósticos más confiables ".