Figura 1. Concentração de gelo marinho (% em cores) e bordas de gelo marinho na década de 1980, Década de 1990, e 2000 (contornos) no Oceano Ártico em 1 de julho de 2014 derivados de dados de microondas do AMSR2 a bordo do satélite GCOM-W da JAXA. Recentemente, a região de gelo do mar Ártico revela tendência de diminuição gradual, mas o gelo marinho ainda permanece no Mar da Sibéria Oriental e no Mar de Laptev no início do verão (julho). A típica Rota do Mar do Norte é mostrada pela linha verde. Crédito:NIPR / JAXA / ADS
A mudança climática acelerou o recuo do gelo marinho no Oceano Ártico. Isso tem vários impactos negativos, incluindo acidificação da água do oceano e contribuição potencial para invernos rigorosos em regiões de latitude média. Contudo, também abriu novas oportunidades para a navegação marítima comercial no verão (Fig. 1). A Rota do Mar do Norte pode reduzir a distância de navegação entre a Europa e a Ásia em cerca de 40 por cento, e a previsão precisa das condições do gelo marinho tornou-se um importante tópico de pesquisa.
Uma equipe de pesquisadores liderada pelo Instituto Nacional de Pesquisa Polar (NIPR) e pela Universidade de Hokkaido, Japão, agora investigaram um sistema operacional no Instituto Meteorológico da Noruega para previsão de médio alcance (até 10 dias antes) da espessura do gelo marinho (SIT) no início do verão no Mar da Sibéria Oriental, que está localizado na Rota do Mar do Norte. Eles relataram seu trabalho em A criosfera .
A equipe estudou a capacidade do sistema de dados de gelo-oceano TOPAZ4 para nos ajudar a prever a distribuição de SIT nesta região. Uma vez que informações precisas são cruciais para a operação de navios quebra-gelo, é necessário para determinar o tempo de espera e a precisão da previsão, e avaliar como podemos melhorar as previsões no futuro.
Comparações entre TOPAZ4, outros modelos hindcast, e as observações do gelo marinho mostraram que o sistema pode reproduzir a distribuição SIT do início do verão no Mar da Sibéria Oriental. A escala de tempo para a previsão precisa do SIT nesta área foi de até 3 dias, com habilidade diminuindo abruptamente depois disso (Fig. 2).
Figura 2. Habilidade de previsão de (a) espessura do gelo marinho, (b) velocidade zonal e meridional do gelo, e (c) velocidade do vento de superfície zonal e meridional no Mar da Sibéria Oriental, derivado de dados operacionais TOPAZ4 no início do verão (junho-julho) durante 2014-2016. As barras de erro indicam a incerteza da habilidade de previsão em cada lead time. Crédito:Nakanowatari T. et al., 2018
As dificuldades em prever características meteorológicas em grande escala podem ser um fator importante nesta habilidade diminuída após 3 dias. Esta imprevisibilidade surge da amplificação do erro de previsão para características como ciclones árticos, portanto, o trabalho adicional para melhorar a habilidade de previsão para SIT nesta região deve se concentrar na compreensão da formação e desenvolvimento desses fenômenos.
Apesar desta imprevisibilidade, o sistema TOPAZ4 foi considerado confiável para a previsão do SIT no início do verão.
Figura 3. Trajetória dos dois navios-tanque sobre o ESS com base nos dados AIS. As rotas cruzam o ESS do Mar de Laptev em 4 de julho de 2014 para o porto de Yamal em 31 de julho de 2014, via porto de Pevek em 20 de julho de 2014. A rota avançada é destacada por círculos verdes. O SIT (cm; cores) e o SIC (%; contornos) calculados ao longo do período da rota direta são mostrados. Crédito:Nakanowatari T. et al., 2018
Examinamos o desempenho do modelo para uma situação em julho de 2014, em que dois navios foram bloqueados no Mar da Sibéria Oriental por cerca de uma semana. Com base nos dados de rastreamento de embarcações dos dados AIS, verificou-se que a velocidade da embarcação diminui drasticamente na área costeira onde o gelo marinho espesso (> 150 cm) é simulado (Fig. 3), e a velocidade da embarcação foi claramente correlacionada negativamente com o SIT simulado durante toda a passagem. Esses resultados suportam indiretamente a confiabilidade dos dados SIT médios diários de nossa simulação. Uma análise mais abrangente é necessária com base na velocidade para uma gama maior de embarcações. Isso ajudará a melhorar o potencial do método para ajudar a guiar os navios ao longo da Rota do Mar do Norte.
