Contact Us
Криосфера

Морской лед Антарктики #3: тенденции и прогнозы на будущее

/ Publications / Cryosphere / Морской лед Антарктики #3: тенденции и прогнозы на будущее

Kyle Clem1, Rob Massom2, Sharon Stammerjohn3, Phillip Reid4

  1. Victoria University of Wellington, New Zealand
  2. Australian Antarctic Division, Australian Antarctic Program Partnership, and Australian Research Council Australian Centre of Excellence in Antarctic Science, Tasmania, Australia
  3. Institute of Arctic and Alpine Research, University of Colorado Boulder, USA
  4. Australian Bureau of Meteorology and Australian Antarctic Program Partnership, Tasmania, Australia

Translated by: Ekaterina Marchuk and Svetlana Shatskova

Начиная с 1979 г. стали появляться надежные и непрерывные спутниковые данные. Тогда же  вокруг Антарктики стали фиксировать ярко выраженную региональную и сезонную изменчивость площади морского льда в отличие от практически равномерного ежегодного таяния льда в Арктике (рис. 1). Примечательно, что в регионе к западу от Антарктического полуострова до восточной части моря Росса наблюдается значительная потеря морского льда в сопровождающиеся одновременным усилением южнотихоокеанского минимума (ЮТМИ) в море Амундсена и усилением теплых северных ветров. На западе Антарктического полуострова таяние  морского льда и связанное с ним региональное потепление привело к необратимым изменениям экосистем (см.  Морской лед Антарктики #2), а также к обширному разрушению шельфовых ледников на полуострове (см. Морской лед Антарктики #1).  В других местах площадь морского льда увеличилась, но с существенной межгодовой изменчивостью. В целом, с учетом этих региональных и сезонных различий, наблюдается слабая тенденция к увеличению общей площади морского льда на 1,0 ± 0,5% за десятилетие (или примерно 11 300 км² в год) за период 1979–2018 гг. (рис. 1а).

С 2012 г. морской лед в Антарктике претерпел ряд быстрых и непредвиденных изменений в общей площади покрытия: сначала достиг рекордных максимумов (2013-2015 гг.), а затем рекордных минимумов (2016-2022 гг.).  Таким образом, определение причин и последствий этих резких изменений, а также вклада различных сезонных и региональных факторов, является ключевым направлением современных исследований. Это комплексная задача, учитывая сложные процессы, связанные с взаимодействием льда, океана и атмосферы. Однако понимание подобных взаимодействий и обратных связей имеет решающее значение для улучшения моделирования ледяного покрова, краткосрочного и долгосрочного прогнозирования состояния антарктического морского льда в ближайшие десятилетия.

Согласно прогнозам, к концу столетия в результате антропогенного изменения климата площадь антарктического морского льда значительно сократится. Однако в современных моделях оценки потери площади существует значительная неопределенность. Она варьируется от ~30% до 90% сокращения в феврале (годовой минимум, со средним значением ~2-4 млн км2) до 15%-50% сокращения в сентябре (годовой максимум, со средним значением ~19-20 млн км2). Тем не менее основной проблемой остается отсутствие информации о распределении толщины морского льда и снега, не говоря уже об их изменчивости.

Предполагается, что полное исчезновение антарктического морского льда будет иметь глобальные последствия, такие как:

  • Потепление поверхностных вод Южного океана с сопутствующими изменениями сезонного опреснения и стратификации, что повлияет на его способность поглощать и накапливать атмосферное тепло и CO₂;
  • Сокращение формирования Антарктических донных вод, что скажется на глобальной термохалинной циркуляции (океаническом конвейере);
  • Изменение взаимодействий между океаном и ледяным щитом, способствующее повышению уровня моря;
  • Потенциальные изменения региональных погодных режимов (включая территории средних широт Южного полушария);
  • Изменения в распределении видов, экосистемах и биогеохимических циклах Южного океана (см. Морской лед Антарктики #2).

Тенденции и изменчивость Антарктического морского льда с 1979 г.

Регулярные спутниковые измерения концентрации и площади морского льда с помощью микроволновых радиометров, проводимые с 1979 г., выявили слабую положительную тенденцию в общей площади ледового покрытия (рис. 1а) — увеличение на 1,0 ± 0,5% за десятилетие (или примерно 11 300 км² в год) за период 1979-2018 гг. (Parkinson, 2019). Эта ситуация резко контрастирует с Арктикой, где за аналогичный период (1979-2020 гг.) наблюдалось стремительное сокращение ледового покрытия (Maksym 2019; Serreze and Meier 2019) на 13,1% за десятилетие (или 82 700 км² в год) (Perovich et al. 2020).

Наблюдаемый линейный рост площади антарктического морского льда с 1979 г., и особенно в период 1979-2014 гг., формируется за счет существенно различающихся региональных (Comiso et al., 2017; Parkinson, 2019) и сезонных (Holland, 2014) факторов (рис. 1b-c). Важно отметить, что с физической и биологической точек зрения (см. Морской лед Антарктики #2), региональные изменения проявляются не только в площади ледового покрытия, но и в сроках наступления и отступления льда, что определяет общую продолжительность ледового сезона (Stammerjohn и Maksym, 2017). Эта ситуация вновь контрастирует с Арктикой, где сокращение площади льда и уменьшение продолжительности ледового сезона носят более однородный пространственный характер по всему Северному Ледовитому океану (Stammerjohn et al., 2012; Maksym, 2019).

Предлагаемые механизмы, объясняющие как общий рост площади антарктического морского льда, так и его выраженную региональную и сезонную изменчивость, в основном связаны с изменениями и колебаниями крупномасштабной связанной океанической и атмосферной циркуляции, которые управляют термодинамическими (формирование и таяние) и динамическими (дрейф/перенос и деформация под действием ветра) процессами морского льда (Hobbs et al., 2016; Polar Research Board et al., 2017). 

Среди атмосферных факторов выделяют усиление южнотихоокеанского минимума (крупной системы низкого давления, расположенной над высокоширотной южной частью Тихого океана) (Raphael et al., 2016) и усиление западных ветров в Южном океане (Armour and Bitz, 2015).  Вклад Южного океана как отдельного фактора (Board et al., 2017) и потенциальная роль обратных связей в динамичной системе лед-океан-атмосфера (Goosse et al., 2018) остаются до конца не изученными.

На региональном уровне протяженность антарктического морского льда (ПМЛ) увеличилась во всех секторах до 2,3 ± 1,2% за десятилетие, к примеру, в западной части Тихого океана/моря Росса. Исключение составляют моря Беллинсгаузена, Амундсена и восточной части моря Росса (рис. 1b) в период 1979-2018 гг.. Здесь ПМЛ уменьшилась на -2,5 ± 1,2 % за десятилетие (Parkinson, 2019), а с 1979 по 2020 гг. продолжительность ледового сезона сократилась на 2-3 месяца (рис. 1c) из-за более позднего осеннего наступления и более раннего весеннего отступления льда (Stammerjohn et al., 2012; Stammerjohn and Maksym, 2017). Эти региональные изменения объясняются противоположными атмосферными процессами, связанными с усилением южнотихоокеанского минимума, которые способствуют уплотнению и таянию морского льда (Massom et al., 2008), а также препятствуют его формированию. С другой стороны, наиболее значительное расширение площади морского льда в направлении экватора наблюдается в западной части моря Росса. Это происходит за счет усиления холодного южного воздушного потока в западной части южнотихоокеанского минимума, способствующего усилению образования морского льда, его дрейфу на север (Holland and Kwok, 2012) и увеличению продолжительности ледового сезона на 2–3 месяца (Stammerjohn and Maksym, 2017).

Усиление южнотихоокеанского минимума и связанные с ним изменения морского льда обусловлены сочетанием природных климатических колебаний и антропогенных факторов. (Turner et al., 2016). Исследования показывают, что этот процесс связан с естественной многодекадной изменчивостью, включая охлаждение восточной тропической части Тихого океана (Meehl et al., 2016) и потепление тропической Атлантики (Li et al., 2014), которые через атмосферные телесвязи удаленно усиливают южнотихоокеанский минимум (Li et al., 2021). Одновременно отмечается влияние антропогенного истощения озонового слоя над Антарктикой (Turner et al., 2009; England et al., 2016), хотя степень этого воздействия остается не до конца ясной (Fogt and Zbacnik, 2014). Межгодовые положение и интенсивность центра давления южнотихоокеанского минимума также зависят от фаз Эль-Ниньо-Южного колебания и Антарктического циркуляционного режима (Clem et al., 2017; Lefebvre, 2004). Такое сложное взаимодействие различных факторов существенно затрудняет определение конкретных причин изменчивости антарктического морского льда.

Увеличение площади морского льда можно связать с усилением западных ветров Южного океана, огибающих Антарктику (Armour and Bitz, 2015), что в значительной степени обусловлено антропогенным разрушением озонового слоя (Polvani et al, 2011) и увеличением выбросов парниковых газов (Arblaster and Meehl, 2006). Есть несколько механизмов, объясняющих эту связь. К ним относятся охлаждение поверхности океана под воздействием ветра (Thompson et al., 2011; Armour and Bitz, 2015) и значительное расширение кромки льда на север из-за перераспределения морского льда под действием западных ветров (Zhang, 2014). Однако это процесс также приводит к усилению апвеллинга теплых глубинных вод вдоль антарктического побережья и в зоне сезонного морского льда. Прогнозируется, что в долгосрочной перспективе этот глубинный нагрев может стать доминирующим фактором, что приведет к сокращению морского льда и потеплению поверхностных вод океана в ближайшие десятилетия (Ferreira et al. 2015). Среди других факторов, способствующих общему росту площади льда, выделяют увеличение поступления пресной воды в Южный океан из-за таяния антарктических шельфовых ледников (Bintanja et al., 2013), рост количества осадков и снижение испарения (Liu and Curry, 2010), процессы обратной связи между льдом и океаном (Goosse and Zunz, 2014). Последние, предположительно, способствовало охлаждению температуры поверхности Южного океана, наблюдаемому с 1979 г., увеличивая стратификацию океана и препятствуя вертикальному перемешиванию, которое в противном случае привело бы более теплые воды с глубины к поверхности (Aiken and England, 2008). Однако усиление западных ветров, по-видимому, является доминирующим фактором охлаждения поверхности океана (Swart and Fyfe, 2013).

Анализ спутниковых данных видимого и теплового инфракрасного диапазонов за 2000-2018 гг. выявил сложную пространственную динамику припайного льда Антарктики. Хотя общая площадь припая показала незначительное сокращение на 1,9±1,8% (-8820±8240 км²) за десятилетие, этот тренд имеет выраженную региональную специфику: увеличение площади наблюдалось в Восточной Антарктики и южной части моря Беллинсгаузена, тогда как большинство районов Западной Антарктики продемонстрировали сокращение ледового покрова (Fraser et al., 2020). Ключевыми драйверами изменений выступают: 

1) атмосферные факторы — изменение силы и направления ветров (Massom et al., 2009); 

2) криогенные процессы — масштабные отколы и посадки на мель айсбергов; 

3) гидродинамические воздействия — разрушение льда океанскими волнами, особенно при отсутствии защитного дрейфующего льда (Crocker and Wadhams, 1989). 

Эти изменения имеют важные последствия, включая влияние на стабильность шельфовых ледников и уровень моря (Massom et al., 2010, 2018), морские экосистемы (см. Морской лед Антарктики #2), а также процессы льдообразования и трансформации водных масс через изменение динамики полыней (Fraser et al., 2019; Tamura et al., 2012).

2013-2022 гг.: Высокая изменчивость ледового покрова Антарктики

После 34 лет (1979-2012 гг.) относительно стабильного увеличения площади антарктического морского льда произошел неожиданный переход от первых рекордно высоких значений площади антарктического морского льда в период с 2013 по середину 2015 г. (Reid and Massom, 2015; Reid et al., 2016) к рекордно низким значениям в период с конца 2016 г. по настоящее время (начало 2022 г.) (Parkinson, 2019; Reid et al., в печати) (рис. 1a). Быстрое сокращение площади морского льда с 2016 г. превысило темпы, наблюдаемые в Арктике. В Антарктике среднегодовая площадь морского льда достигла минимального значения за всю историю наблюдений в феврале 2017 г. — 2,29 х 106 км2  (Parkinson, 2019). Среднегодовая площадь морского льда сократилась на 1,6 млн км2 в период с 2014 по 2016 гг. (Wang et al., 2019), причем темпы сокращения весной 2016 г. были не характерны для этого сезона (Turner et al., 2017).

Резкое сокращение общей площади морского льда в 2016 г. было связано с различными аномалиями в атмосфере и океане. Во-первых, мощные системы низкого давления в нескольких секторах Южного океана способствовали прохождению теплого воздушного потока с севера через большую часть зоны морского льда (Wang et al., 2019). Аномально высокая температура поверхности моря (ТПМ), которая стала причиной резкого изменения тенденции к охлаждению верхнего слоя океана, наблюдавшегося в последние десятилетия, была зафиксирована в Южном океане в 2016 г. (Mazloff et al., 2017; Kusahara et al. 2018). Похоже, что она также способствовала устойчивому сокращению морского льда с 2016 г. (Meehl et al. 2019; Haumann et al. 2020). Исключительные аномалии атмосферной циркуляции в 2016 г. были связаны с тропической изменчивостью (Wang et al., 2019; Meehl et al., 2019; Purich and England, 2019) и состоянием циркумполярной атмосферной циркуляции, называемой Зональной волной 3 (три пары систем высокого и низкого давления, окружающих Антарктику), что привело к увеличению теплого воздушного потока с севера через три сектора зоны морского льда  (Schlosser et al., 2018).

Море Уэдделла представляет собой один из немногих регионов Южного океана, где морской лед сохраняется в течение лета (Parkinson, 2019). Здесь после 2016 г. наблюдалось устойчивое сокращение морского льда (Turner et al. 2020), достигающее более 1 млн км2 на контрасте с рекордно высокими летними значениями 2014/15 гг. (Reid et al., 2016). Исключительное сокращение морского льда в море Уэдделла также связана с рекордно низкими значениями атмосферным давлением в 2016 и 2017 гг. в сочетании с потеплением ТПМ (Meehl et al., 2019). Сокращение морского льда (и его высокого альбедо) привела к увеличению ТПМ в море Уэдделла, которое сохранялось в течение лета 2019/20 гг.. При этом летняя площадь морского льда в море Уэдделла оставалась на почти рекордно низком уровне до начала 2022 г. (Reid et al., в печати). Раннее и продолжительное отступление морского льда в 2021/22 гг. привело к новым рекордно низким значениям протяженности морского льда: ежедневные значения опустились ниже 2 млн км2 впервые с начала спутниковых наблюдений в 1979 г.

Очевидно, что вопрос о том, является ли недавнее и, по-видимому, продолжающееся (2016-2022 гг.) сокращение площади морского льда предвестником последствий изменения климата, подобных тем, которые наблюдаются в Арктике и которые предсказываются в результате моделирования с помощью комбинированных климатических моделей (SROCC 2019), является открытым. Хотя для полного понимания механизмов, связанных с недавним быстрым уменьшением площади морского льда, требуется дополнительное исследование. Уже имеются данные, указывающие на то, что это сокращение могло быть вызвано многолетним потеплением подповерхностных температур океана (Eayrs et al., 2021).

За последние 40 лет средняя глобальная температура выросла примерно на 1°C по сравнению с серединой XX века (https://climate.nasa.gov/vital-signs/global-temperature/). За этот относительно короткий период были сделаны важные выводы из данных наблюдений. К ним относятся следующие:

  • Естественная изменчивость климата, особенно в тропиках (к примеру, многодекадная изменчивость ТПМ), может определять важные многодекадные тренды динамики антарктического морского льда, в частности, в южной части Тихого океана (моря Беллинсгаузена, Амундсена и Росса) за счет усиления или ослабления южнотихоокеанского минимума;
  • Экстремальные погодные явления (такие как сильные штормы) и резкие изменения ТПМ в Южном океане (включая морские тепловые волны) могут вызвать мгновенные и экстремальные изменения в динамике антарктического морского льда. Подобные изменения сохраняются в течение нескольких лет (как минимум), поддерживаемые обратными связями в системе лед-океаном через альбедо и теплосодержание (например, уменьшение площади морского льда ведет к увеличению нагрева океана солнцем, способствуя увеличению потери морского льда);
  • Антропогенное изменение климата, связанное с разрушением озонового слоя и увеличением концентрации парниковых газов в атмосфере, может парадоксальным образом привести к многовековому увеличению общей площади антарктического морского льда за счет охлаждения и распреснения поверхностного слоя Южного океана, усиления дрейфа и образования морского льда в северном направлении под воздействием усиления западных ветров.

Рисунок 1. (Вверху) (a) Из работы Parkinson (2019), рис. 2c, среднегодовая площадь морского льда за 1979-2018 гг., ее тренд (пунктирная линия) и значение тренда (верхняя левая вставка). (Внизу) Линейные тренды концентрации морского льда в Антарктике осенью (март-май) (b) и продолжительности ледового периода (c) за период 1979-2020 гг. Черным контуром в (b-c) обозначены статистически значимые тенденции при доверительном уровне p<0,01. Расположение регионов морей Уэдделла (WS), Беллинсгаузена (BS), Амундсена (AS) и Росса (RS) показано на рисунках (b-c). Данные о площади морского льда, использованные в (a-c), получены на основе пассивно-микроволновых данных совместного спутника NASA Nimbus 7 и Министерства обороны. Parkinson (2019) вывел площадь морского льда в (a) на основе концентрации морского льда по алгоритму NASA Team 2; концентрация морского льда и продолжительность ледового периода в (b-c) получены с помощью алгоритма GSFC Bootstrap v3.1. Данные о концентрации морского льда можно получить из Национального центра данных о снеге и льде при Университете Колорадо-Боулдер (http://nsidc.org).

Морской лед Антарктики до 1979 г. – в долгосрочной перспективе

Анализ динамики изменений морского льда в Антарктике с 1979 г. представляет собой сложную задачу. Это связано, помимо прочего, с высокой естественной изменчивостью антарктического морского льда и относительно коротким периодом спутниковых микроволновых наблюдений, которые могут не отражать долгосрочные тенденции и не полностью охватывают многодекадную/внутреннюю изменчивость системы  (Hobbs et al. 2016). Учитывая эти факторы, реконструкции прошлых изменений морского льда — охватывающие период от последнего столетия до нескольких тысячелетий — имеют критически важное значение для интерпретации современных наблюдений в историческом контексте и понимания климатических обратных связей в системе Земли на различных временных масштабах (Crosta et al., 2022).

Что касается последних ста лет, данные судовых и китобойных журналов (например, de la Mare, 2009), полученных ледяных кернов (Curran et al., 2003) и снимков ранних метеорологических спутников (Gallaher et al., 2014) свидетельствуют о сокращении площади антарктического морского льда с 1950-х гг. в море Беллинсгаузена к западу от Антарктического полуострова (Abram et al., 2010). В попытке более полно охватить циркумантарктические и сезонные изменения (Fogt et al. 2022), используют ансамбли реконструкций сезонной площади антарктического льда, начиная с 1905 г. Эти реконструкции показывают, что:

  1. За XX век только период наблюдений с 1979 г. демонстрирует значительное увеличение ледового покрова во все четыре сезона;
  2. Наблюдаемый рост контрастирует со статистически значимым сокращением льда на протяжении большей части первой и середины XX века.

Если обратиться к более далекому прошлому, то исследования в рамках программы PAGES (Past Global Changes) C-SIDE направлены на реконструкцию изменений морского льда в течение последнего ледниково-межледникового цикла на основе ледовых кернов и морских отложений (Crosta et al. 2022). Этот более длительный период включает предпоследнее межледниковье, когда в Антарктике было примерно на 2°C теплее, чем сейчас, что позволяет изучить аналог «процесса» для будущих сценариев потепления климата. Подобные исследования позволяют оценить роль морского льда в наступлении ледникового периода (когда океан поглощал углерод) и дегляциализации (когда углерод уходил в атмосферу). В своей работе Crosta et al. (2022) представляют детальный обзор информации, полученной из косвенных (proxy) и палеоданных, об изменениях антарктического морского ледяного покрова за последние 130 000 лет.

Прогнозы на будущее

В ближайшие 50-100 лет распределение (площадь, концентрация и сезонность), свойства и толщина антарктического морского льда и его снежного покрова (а также региональные особенности) будут по-прежнему тесно связаны с естественными многодекадными климатическими процессами, действующими в тандеме с антропогенным повышением глобальной средней температуры, включая более высокие темпы потепления в полярных регионах (Stuecker et al., 2018).

Предполагается, что увеличение концентрации парниковых газов к концу века будет способствовать усилению западных ветров в Южном океане, что может предотвратить ожидаемое ослабление их влияния благодаря постепенному восстановлению озоновых дыр (Kushner et al., 2001; Arblaster et al., 2011). Необходимо провести дополнительные исследования, чтобы выяснить, как температура верхнего слоя океана (и, соответственно, морского льда) будет реагировать на продолжающееся усиление западных ветров. Похолодание, зафиксированное до 2014 г. (Zhang et al., 2021), могло быть лишь краткосрочной реакцией, тогда как долгосрочный эффект может привести к потеплению верхних слоев океана, как это отмечалось в последние годы (Sigmond and Fyfe, 2014; Bitz and Polvani, 2012; Smith et al., 2012; Haumann et al., 2014; Ferreira et al., 2015).

Предполагается, что потепление верхних слоев океана будет способствовать долгосрочной потере морского льда к концу столетия, о чем свидетельствует его очевидная роль в быстром отступлении антарктического морского льда в 2016 г. (Meehl et al., 2019; Haumann et al., 2020).  Повышение температуры воздуха из-за антропогенных факторов — по крайней мере на +1,5°C (но, возможно, до +4°C) к концу этого века при сценариях с низким (высоким) уровнем выбросов парниковых газов (SROCC, 2019) — как ожидается, вызовет сокращение площади и объема антарктического морского льда к 2100 г. По климатическим моделям прогнозируются сокращение площади морского льда, которое составляет (в зависимости от сценария выбросов) от 29 % до 90 % в феврале (годовой минимум) и от 15 % до 50 % в сентябре  (годовой максимум) (Roach et al., 2020). Однако в текущих модельных прогнозах антарктического морского льда существует высокая неопределенность (Meredith et al., 2019; IPCC, 2021). Это связано как со значительными многодекадными колебаниями, обусловленными естественной изменчивостью (Polvani & Smith, 2013; Zunz et al., 2013; Mahlstein et al., 2013), так и с ограничениями современных климатических моделей в воспроизведении наблюдаемых изменений, включая их сезонные и региональные особенности (Hobbs et al., 2016). Эти ограничения связаны с: 

1) множеством внешних воздействий, таких как парниковые газы (Meredith et al., 2019); 

2) низким разрешением моделей; 

3) недостатками в моделировании (и понимании) сложной динамики системы лед-океан-атмосфера, взаимодействий и обратных связей, влияющих на формирование, дрейф и таяние морского льда(Notz and Bitz, 2017). 

Среди других ключевых факторов — осадки в виде снега и возможного дождя (Webster et al., 2018), океанические волны и их роль в формировании и разрушении/таянии морского льда (Kohout et al., 2014), а также обратные связи (Goosse et al., 2018), включая альбедо льда и океана (Nihashi & Cavalieri, 2006) и процессы, связанные с биогеохимией морского льда (Vancoppenolle et al., 2013).

Вызовы

Для преодоления критического пробела в знаниях необходима скоординированная программа комплексных и долгосрочных междисциплинарных наблюдений за морской ледовой средой, включая взаимосвязанные системы морского льда, океана, атмосферы и ледяного покрова (Polar Research Board et al. 2017; Goosse et al. 2018)  (см. Морской лед Антарктики #1) – такая, как предложенная Система наблюдений за Южным океаном (SOOS, Newman et al., 2019). Предполагается, что программа будет дополнена целевыми междисциплинарными экспериментальными и процессно-ориентированными исследованиями, проводимыми с ледоколов в различные сезоны. Автономные технологии, работающие на поверхности, в толще и подо льдом, а также инструментальные наблюдения  за морскими млекопитающими и птицами играют ключевую роль в расширении нашего понимания ледовой среды. Они также помогают преодолеть разрыв в масштабах между детальными локальными наблюдениями (на уровне ледяных полей) и крупномасштабными спутниковыми данными с более грубым разрешением (Smith et al., 2019). Особое значение имеет калибровка и валидация спутниковых данных, особенно касающихся толщины морского льда и снежного покрова (см. далее), учитывая ключевую роль спутников в систематическом долгосрочном мониторинге антарктического морского льда в крупных масштабах (Lubin and Massom, 2006).

Несмотря на непрерывный спутниковый мониторинг горизонтального распределения антарктического морского льда с 1979 г., критически важные параметры толщины льда и глубины снежного покрова остаются недостаточно изученными. Существующие разрозненные наблюдения (с воздуха, подводные и наземные) не позволяют достоверно оценить пространственно-временную динамику этих характеристик (Webster et al., 2018). Этот пробел в данных существенно ограничивает возможности моделирования и оперативного прогнозирования, поскольку климатическая значимость антарктического морского льда в значительной степени определяется его объемом (ежегодными циклами образования и таяния), где глубина снега играет ключевую роль (см. Морской лед Антарктики #1). Хотя появляются новые оценки толщины льда и снега на основе спутниковых альтиметрических данных (Kacimi and Kwok, 2020), достоверные крупномасштабные тренды пока не выявлены, а сами спутниковые данные требуют дополнительной валидации. Особую актуальность приобретает необходимость получения точных и долгосрочных данных об интенсивности и типе осадков над морской ледовой зоной Антарктики (Webster et al., 2018). Эти данные крайне важны для понимания процессов массообмена в системе лед-океан-атмосфера и улучшения климатических прогнозов.

Наряду с проблемами наблюдений, существует острая необходимость в совершенствовании представления антарктической морской ледовой среды в климатических моделях. Особую важность имеет корректное воспроизведение наблюдаемых в спутниковую эру (с 1979 г.) закономерностей распределения, изменчивости и трансформации морского льда (Polar Research Board et al., 2017). Это ключевое условие для снижения существующей высокой неопределенности (низкой достоверности) прогнозов, касающихся характера и последствий изменений морского льда в условиях глобального потепления (SROCC, 2019). Особое внимание следует уделить моделированию экстремальных метеорологических явлений, которые оказывают значительное и долгосрочное воздействие на взаимосвязанную систему «физические свойства льда — экология — биогеохимия» (Massom et al., 2006) и согласно прогнозам, будут происходить чаще в условиях изменения климата (IPCC, 2022). Совершенствование моделей требует комплексного подхода, включающего учет региональных особенностей взаимодействия льда, океана и атмосферы, интеграцию данных полевых наблюдений и спутникового мониторинга и улучшение параметризации физических и биохимических процессов

Для обеспечения безопасной и эффективной навигации в антарктических водах необходимо развитие региональных высокоточных моделей, способных осуществлять оперативный прогноз состояния морского льда на различных временных масштабах — от синоптических/суточных до сезонных. Моделирование с высоким разрешением также имеет решающее значение для исследований процессов, например, в узких, но сложных и чрезвычайно важных прибрежных средах Антарктики, а также в определении причин наблюдаемых изменений ледового покрова(Kusahara et al., 2018).

  • До 2016 г. существовал устойчивый тренд на увеличение общей площадь морского льда в Антарктике, что резко контрастирует с сокращением ледового покрова в Северном Ледовитом океане.
  • Полная картина динамики морского льда складывается из сильно различающихся региональных и сезонных изменений — контрастных региональных тенденций в изменении площади морского льда и сроков его продвижения и отступления и, как следствие, продолжительности ледового сезона вокруг Антарктики.
  • С 2013 по 2022 гг. площадь морского льда в Антарктике претерпела быстрые и резкие изменения: сначала рост до рекордных максимумов (2013 — середина 2015 гг.), а затем быстрое сокращение до рекордных минимумов (конец 2016 г. — настоящее время).
  • Многие ключевые факторы динамики и изменчивости антарктического морского льда достаточно хорошо известны. Однако взаимодействие между различными процессами изучено недостаточно хорошо из-за сложных обратных связей, в которых участвуют не только морской лед и его снежный покров, но и океан, атмосфера и ледяной щит (а также биогеохимические процессы).
  • В настоящее время критические пробелы в знаниях включают крупномасштабное распределение толщины (и объема) антарктического морского льда и снежного покрова, а также информация о том, изменяются ли эти параметры.
  • Модельные прогнозы сходятся в том, что в ближайшие 50-100 лет площадь  антарктического морского льда будет сокращаться, что приведет к значительным физическим и биологическим последствия для полярного региона в целом, и других регионов в частности (к примеру, повышения уровня моря, изменения в экосистемах). Однако в настоящее время существует значительная неопределенность в отношении величины, пространственного распределения, сезонности и сроков будущих изменений ледового покрова и его свойств.

Исследование наблюдаемых изменений морского льда (с 1979 г.) в более долгосрочном (историческом) контексте имеет решающее значение как для интерпретации недавних изменений, так и для улучшения нашего понимания краткосрочных и долгосрочных обратных связей, включающих влияние на глобальную климатическую систему и экосистемы (см. Морской лед Антарктики #2).

Other information:

  1. Abram, N. J. and Coauthors, 2010: Ice core evidence for a 20th century decline of sea ice in the Bellingshausen Sea, Antarctica. J. Geophys. Res., https://doi.org/10.1029/2010JD014644 (2010).
  2. Abram, N. J., E. R. Thomas, J. R. McConnell, R. Mulvaney, T. J. Bracegirdle, L. C. Sime, and A. J. Aristarain, 2010: Ice core evidence for a 20th century decline of sea ice in the Bellingshausen Sea, Antarctica. J. Geophys. Res., 115, https://doi.org/10.1029/2010JD014644.
  3. Aiken, C. M., and M. H. England, 2008: Sensitivity of the Present-Day Climate to Freshwater Forcing Associated with Antarctic Sea Ice Loss. J. Clim., 21, 3936–3946, https://doi.org/10.1175/2007JCLI1901.1.
  4. Arblaster, J. M., and G. A. Meehl, 2006: Contributions of external forcings to southern annular mode trends. J. Clim., 19, 2896–2905.
  5. Arblaster, J. M., G. A. Meehl, and D. J. Karoly, 2011: Future climate change in the Southern Hemisphere: Competing effects of ozone and greenhouse gases: SH CLIMATE CHANGE-OZONE VERSUS GHGS. Geophys. Res. Lett., 38, n/a-n/a, https://doi.org/10.1029/2010GL045384.
  6. Armour, K. C., and C. M. Bitz, 2015: Observed and projected trends in Antarctic sea ice. US Clivar Variations, 13, 12–19.
  7. Bintanja, R., G. J. van Oldenborgh, S. S. Drijfhout, B. Wouters, and C. A. Katsman, 2013: Important role for ocean warming and increased ice-shelf melt in Antarctic sea ice expansion. Nat. Geosci., 6, 376–379, https://doi.org/10.1038/ngeo1767.
  8. Bitz, C. M., and L. M. Polvani, 2012: Antarctic climate response to stratospheric ozone depletion in a fine resolution ocean climate model. Geophys. Res. Lett., 39, 2012GL053393, https://doi.org/10.1029/2012GL053393.
  9. Clem, K. R., J. A. Renwick, and J. McGregor, 2017: Large-Scale Forcing of the Amundsen Sea Low and Its Influence on Sea Ice and West Antarctic Temperature. J. Clim., 30, 8405–8424, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-16-0891.1.
  10. Comiso, J. C., R. A. Gersten, L. V. Stock, J. Turner, G. J. Perez, and K. Cho, 2017: Positive Trend in the Antarctic Sea Ice Cover and Associated Changes in Surface Temperature. J. Clim., 30, 2251–2267, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-16-0408.1.
  11. Crocker, G., and P. Wadhams, 1989: “Modelling Antarctic fast-ice growth.” Journal of Glaciology, 35, 3-8.
  12. Crosta, X., and Coauthors, 2022: Antarctic sea ice over the past 130,000 years, Part 1: A review of what proxy records tell us. Proxy Use-Development-Validation/Marine Archives/Pleistocene,.
  13. Curran, M. A. J., T. D. van Ommen, V. I. Morgan, K. L. Phillips, and A. S. Palmer, 2003: Ice Core Evidence for Antarctic Sea Ice Decline Since the 1950s. Science, 302, 1203–1206, https://doi.org/10.1126/science.1087888.
  14. de la Mare, W. K., 2009: Changes in Antarctic sea ice extent from direct historical observations and whaling records. Clim. Change, 92, 461–493, https://doi.org/10.1007/s10584-008-9473-2.
  15. Eayrs, C., X. Li, M. N. Raphael, and D. M. Holland, 2021: Rapid decline in Antarctic sea ice in recent years hints at future change. Nat. Geosci., 14, 460–464, https://doi.org/10.1038/s41561-021-00768-3.
  16. England, M. R., L. M. Polvani, K. L. Smith, L. Landrum, and M. M. Holland, 2016: Robust response of the Amundsen Sea Low to stratospheric ozone depletion: OZONE EFFECT ON THE ASL. Geophys. Res. Lett., 43, 8207–8213, https://doi.org/10.1002/2016GL070055.
  17. Ferreira, D., J. Marshall, C. M. Bitz, S. Solomon, and A. Plumb, 2015: Antarctic Ocean and Sea Ice Response to Ozone Depletion: A Two-Time-Scale Problem. J. Clim., 28, 1206–1226, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-14-00313.1.
  18. Fogt, R. L., and E. A. Zbacnik, 2014: Sensitivity of the Amundsen Sea Low to Stratospheric Ozone Depletion. J. Clim., 27, 9383–9400, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-13-00657.1.
  19. ——, A. M. Sleinkofer, M. N. Raphael, and M. S. Handcock, 2022: A regime shift in seasonal total Antarctic sea ice extent in the twentieth century. Nat. Clim. Change, 12, 54–62, https://doi.org/10.1038/s41558-021-01254-9.
  20. Fraser, A. D., and Coauthors, 2019: Landfast ice controls on sea ice production in the Cape Darnley Polynya: A case study. Remote Sens. Environ., 233, 111315, https://doi.org/10.1016/j.rse.2019.111315.
  21. ——, R. A. Massom, K. I. Ohshima, S. Willmes, P. J. Kappes, J. Cartwright, and R. Porter-Smith, 2020: High-resolution mapping of circum-Antarctic landfast sea ice distribution, 2000–2018. Earth Syst. Sci. Data, 12, 2987–2999, https://doi.org/10.5194/essd-12-2987-2020.
  22. Gallaher, D. W., G. G. Campbell, and W. N. Meier, 2014: Anomalous Variability in Antarctic Sea Ice Extents During the 1960s With the Use of Nimbus Data. IEEE J. Sel. Top. Appl. Earth Obs. Remote Sens., 7, 881–887, https://doi.org/10.1109/JSTARS.2013.2264391.
  23. Goosse, H., and V. Zunz, 2014: Decadal trends in the Antarctic sea ice extent ultimately controlled by ice–ocean feedback. The Cryosphere, 8, 453–470, https://doi.org/10.5194/tc-8-453-2014.
  24. Goosse, H., and Coauthors, 2018: Quantifying climate feedbacks in polar regions. Nat. Commun., 9, 1919, https://doi.org/10.1038/s41467-018-04173-0.
  25. Haumann, F. A., D. Notz, and H. Schmidt, 2014: Anthropogenic influence on recent circulation‐driven Antarctic sea ice changes. Geophys. Res. Lett., 41, 8429–8437, https://doi.org/10.1002/2014GL061659.
  26. ——, N. Gruber, and M. Münnich, 2020: Sea‐Ice Induced Southern Ocean Subsurface Warming and Surface Cooling in a Warming Climate. AGU Adv., 1, https://doi.org/10.1029/2019AV000132.
  27. Hobbs, W. R., R. Massom, S. Stammerjohn, P. Reid, G. Williams, and W. Meier, 2016: A review of recent changes in Southern Ocean sea ice, their drivers and forcings. Glob. Planet. Change, 143, 228–250, https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2016.06.008.
  28. Holland, P. R., 2014: The seasonality of Antarctic sea ice trends. Geophys. Res. Lett., 41, 4230–4237, https://doi.org/10.1002/2014GL060172.
  29. ——, and R. Kwok, 2012: Wind-driven trends in Antarctic sea ice drift. Nat. Geosci., 5, 872–875, https://doi.org/10.1038/ngeo1627.
  30. IPCC, 2021: Summary for Policymakers. In: Climate Change 2021: The Physical Science Basis, Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson- Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S. L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M. I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T. K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu and B. Zhou (Eds.)]. Cambridge University Press. In Press.
  31. IPCC, 2022: Summary for Policymakers [H.-O. Pörtner, D.C. Roberts, E.S. Poloczanska, K. Mintenbeck, M. Tignor, A. Alegría, M. Craig, S. Langsdorf, S. Löschke, V. Möller, A. Okem (Eds.)]. In: Climate Change 2022: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [H.-O. Pörtner, D.C. Roberts, M. Tignor, E.S. Poloczanska, K. Mintenbeck, A. Alegría, M. Craig, S. Langsdorf, S. Löschke, V. Möller, A. Okem, B. Rama (Eds.)]. Cambridge University Press. In Press.
  32. Kacimi, S., and R. Kwok, 2020: The Antarctic sea ice cover from ICESat-2 and CryoSat-2: freeboard, snow depth, and ice thickness. The Cryosphere, 14, 4453–4474, https://doi.org/10.5194/tc-14-4453-2020.
  33. Kohout, A. L., M. J. M. Williams, S. M. Dean, and M. H. Meylan, 2014: Storm-induced sea ice breakup and the implications for ice extent. Nature, 509, 604–607, https://doi.org/10.1038/nature13262.
  34. Kusahara, K., P. Reid, G. D. Williams, R. Massom, and H. Hasumi, 2018: An ocean-sea ice model study of the unprecedented Antarctic sea ice minimum in 2016. Environ. Res. Lett., 13, 084020, https://doi.org/10.1088/1748-9326/aad624.
  35. Kushner, P. J., I. M. Held, and T. L. Delworth, 2001: Southern Hemisphere Atmospheric Circulation Response to Global Warming. J. Clim., 14, 2238–2249, https://doi.org/10.1175/1520-0442(2001)014<0001:SHACRT>2.0.CO;2.
  36. Lefebvre, W., 2004: Influence of the Southern Annular Mode on the sea ice–ocean system. J. Geophys. Res., 109, https://doi.org/10.1029/2004JC002403.
  37. Li, X., D. M. Holland, E. P. Gerber, and C. Yoo, 2014: Impacts of the north and tropical Atlantic Ocean on the Antarctic Peninsula and sea ice. Nature, 505, 538–542, https://doi.org/10.1038/nature12945.
  38. ——, and Coauthors, 2021: Tropical teleconnection impacts on Antarctic climate changes. Nat. Rev. Earth Environ., 2, 680–698, https://doi.org/10.1038/s43017-021-00204-5.
  39. Liu, J., and J. A. Curry, 2010: Accelerated warming of the Southern Ocean and its impacts on the hydrological cycle and sea ice. Proc. Natl. Acad. Sci., 107, 14987–14992, https://doi.org/10.1073/pnas.1003336107.
  40. Lubin, D., and R. Massom, 2006: Polar Remote Sensing. Volume 1: Atmosphere and Oceans. Springer/Praxis, Chichester, UK, and Berlin, Germany, 756 pp, https://doi.org/10.1007/3-540-30785-0.
  41. Mahlstein, I., P. R. Gent, and S. Solomon, 2013: Historical Antarctic mean sea ice area, sea ice trends, and winds in CMIP5 simulations: ANTARCTIC SEA ICE IN CMIP5 SIMULATIONS. J. Geophys. Res. Atmospheres, 118, 5105–5110, https://doi.org/10.1002/jgrd.50443.
  42. Maksym, T., 2019: Arctic and Antarctic Sea Ice Change: Contrasts, Commonalities, and Causes. Annu. Rev. Mar. Sci., 11, 187–213, https://doi.org/10.1146/annurev-marine-010816-060610.
  43. Massom, R., K. Hill, C. Barbraud, N. Adams, A. Ancel, L. Emmerson, and M. Pook, 2009: Fast ice distribution in Adélie Land, East Antarctica: interannual variability and implications for emperor penguins Aptenodytes forsteri. Mar. Ecol. Prog. Ser., 374, 243–257, https://doi.org/10.3354/meps07734.
  44. Massom, R. A., and Coauthors, 2006: Extreme Anomalous Atmospheric Circulation in the West Antarctic Peninsula Region in Austral Spring and Summer 2001/02, and Its Profound Impact on Sea Ice and Biota. J. Clim., 19, 3544–3571, https://doi.org/10.1175/JCLI3805.1.
  45. ——, S. E. Stammerjohn, W. Lefebvre, S. A. Harangozo, N. Adams, T. A. Scambos, M. J. Pook, and C. Fowler, 2008: West Antarctic Peninsula sea ice in 2005: Extreme ice compaction and ice edge retreat due to strong anomaly with respect to climate. J. Geophys. Res., 113, C02S20, https://doi.org/10.1029/2007JC004239.
  46. ——, A. B. Giles, H. A. Fricker, R. C. Warner, B. Legrésy, G. Hyland, N. Young, and A. D. Fraser, 2010: Examining the interaction between multi-year landfast sea ice and the Mertz Glacier Tongue, East Antarctica: Another factor in ice sheet stability? J. Geophys. Res., 115, C12027, https://doi.org/10.1029/2009JC006083.
  47. ——, T. A. Scambos, L. G. Bennetts, P. Reid, V. A. Squire, and S. E. Stammerjohn, 2018: Antarctic ice shelf disintegration triggered by sea ice loss and ocean swell. Nature, 558, 383–389, https://doi.org/10.1038/s41586-018-0212-1.
  48. Mazloff, M. R., and Coauthors, 2017: Southern Ocean [in ’State of the Climate in 2016’]. Bull. Amer. Meteor. Soc., S166–S167, https://doi:10.1175/2017BAMSStateoftheClimate.1.
  49. Meehl, G. A., J. M. Arblaster, C. M. Bitz, C. T. Y. Chung, and H. Teng, 2016: Antarctic sea ice expansion between 2000 and 2014 driven by tropical Pacific decadal climate variability. Nat. Geosci., 9, 590–595, https://doi.org/10.1038/ngeo2751.
  50. ——, ——, C. T. Y. Chung, M. M. Holland, A. DuVivier, L. Thompson, D. Yang, and C. M. Bitz, 2019: Sustained ocean changes contributed to sudden Antarctic sea ice retreat in late 2016. Nat. Commun., 10, 14, https://doi.org/10.1038/s41467-018-07865-9.
  51. Meredith, E. P., U. Ulbrich, and H. W. Rust, 2019: The Diurnal Nature of Future Extreme Precipitation Intensification. Geophys. Res. Lett., 46, 7680–7689, https://doi.org/10.1029/2019GL082385.
  52. Newman, L., and Coauthors, 2019: Delivering Sustained, Coordinated, and Integrated Observations of the Southern Ocean for Global Impact. Front. Mar. Sci., 6, 433, https://doi.org/10.3389/fmars.2019.00433.
  53. Nihashi, S., and D. J. Cavalieri, 2006: Observational evidence of a hemispheric-wide ice–ocean albedo feedback effect on Antarctic sea ice decay. J. Geophys. Res., 111, C12001, https://doi.org/10.1029/2005JC003447.
  54. Notz, D., and C. M. Bitz, 2017: Sea ice in Earth system models. Sea Ice, John Wiley & Sons, Ltd, 304–325.
  55. Parkinson, C. L., 2019: A 40-y record reveals gradual Antarctic sea ice increases followed by decreases at rates far exceeding the rates seen in the Arctic. Proc. Natl. Acad. Sci., 116, 14414–14423, https://doi.org/10.1073/pnas.1906556116.
  56. Perovich, D., and Coauthors, 2020: Arctic Report Card 2020: Sea Ice. https://doi.org/10.25923/N170-9H57.
  57. Polar Research Board, Ocean Studies Board, Division on Earth and Life Studies, and National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, 2017: Antarctic Sea Ice Variability in the Southern Ocean-Climate System: Proceedings of a Workshop. A. Macalady and K. Thomas, Eds. National Academies Press,.
  58. Polvani, L. M., and K. L. Smith, 2013: Can natural variability explain observed Antarctic sea ice trends? New modeling evidence from CMIP5: ANTARCTIC SEA ICE VARIABILITY AND TRENDS. Geophys. Res. Lett., 40, 3195–3199, https://doi.org/10.1002/grl.50578.
  59. ——, D. W. Waugh, G. J. P. Correa, and S.-W. Son, 2011: Stratospheric Ozone Depletion: The Main Driver of Twentieth-Century Atmospheric Circulation Changes in the Southern Hemisphere. J. Clim., 24, 795–812, https://doi.org/10.1175/2010JCLI3772.1.
  60. Purich, A., and M. H. England, 2019: Tropical Teleconnections to Antarctic Sea Ice During Austral Spring 2016 in Coupled Pacemaker Experiments. Geophys. Res. Lett., 46, 6848–6858, https://doi.org/10.1029/2019GL082671.
  61. Raphael, M. N., and Coauthors, 2016: The Amundsen Sea Low: Variability, Change, and Impact on Antarctic Climate. Bull. Am. Meteorol. Soc., 97, 111–121, https://doi.org/10.1175/BAMS-D-14-00018.1.
  62. Reid, P. and R. A. Massom, 2015: Successive Antarctic sea ice extent records during 2012, 2013, and 2014 [in ‘State of the Climate in 2014’], Bulletin of the American Meteorological Society, 96, (7) pp. S163-S164.
  63. Reid, P., R. A. Massom, S. Stammerjohn, S. Barreira, J. L. Lieser, and T. Scambos, 2016: Sea ice extent, concentration, and duration [in ’State of the Climate in 2015’]. Bull. Amer. Meteor. Soc., S163–S166, https://doi.org/DOI:10.1175/2016BAMSStateoftheClimate.1.
  64. Reid, P., S. Stammerjohn, R. A. Massom, S. Barreira, T. Scambos, and J. L. Lieser, In press: Sea ice extent, concentration, and seasonality [in ’State of the Climate in 2021’]. Bull. Amer. Meteor. Soc.
  65. Roach, L. A., and Coauthors, 2020: Antarctic Sea Ice Area in CMIP6. Geophys. Res. Lett., 47, https://doi.org/10.1029/2019GL086729.
  66. Schlosser, E., F. A. Haumann, and M. N. Raphael, 2018: Atmospheric influences on the anomalous 2016 Antarctic sea ice decay. The Cryosphere, 12, 1103–1119, https://doi.org/10.5194/tc-12-1103-2018.
  67. Serreze, M. C., and W. N. Meier, 2019: The Arctic’s sea ice cover: trends, variability, predictability, and comparisons to the Antarctic. Ann. N. Y. Acad. Sci., 1436, 36–53, https://doi.org/10.1111/nyas.13856.
  68. Sigmond, M., and J. C. Fyfe, 2014: The Antarctic Sea Ice Response to the Ozone Hole in Climate Models. J. Clim., 27, 1336–1342, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-13-00590.1.
  69. Smith, G. C., and Coauthors, 2019: Polar Ocean Observations: A Critical Gap in the Observing System and Its Effect on Environmental Predictions From Hours to a Season. Front. Mar. Sci., 6, 429, https://doi.org/10.3389/fmars.2019.00429.
  70. Smith, K. L., L. M. Polvani, and D. R. Marsh, 2012: Mitigation of 21st century Antarctic sea ice loss by stratospheric ozone recovery. Geophys. Res. Lett., 39, 2012GL053325, https://doi.org/10.1029/2012GL053325.
  71. SROCC, 2019: IPCC Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate [H.- O. Pörtner, D.C. Roberts, V. Masson-Delmotte, P. Zhai, M. Tignor, E. Poloczanska, K. Mintenbeck, A. Alegría, M. Nicolai, A. Okem, J. Petzold, B. Rama, N.M. Weyer (eds.)]. In press.
  72. Stammerjohn, S., and T. Maksym, 2017: Gaining (and losing) Antarctic sea ice: variability, trends and mechanisms. Sea Ice, John Wiley & Sons, Ltd, 261–289.
  73. ——, R. Massom, D. Rind, and D. Martinson, 2012: Regions of rapid sea ice change: An inter-hemispheric seasonal comparison: REGIONS OF RAPID SEA ICE CHANGE. Geophys. Res. Lett., 39, n/a-n/a, https://doi.org/10.1029/2012GL050874.
  74. Stuecker, M. F., and Coauthors, 2018: Polar amplification dominated by local forcing and feedbacks. Nat. Clim. Change, 8, 1076–1081, https://doi.org/10.1038/s41558-018-0339-y.
  75. Swart, N. C., and J. C. Fyfe, 2013: The influence of recent Antarctic ice sheet retreat on simulated sea ice area trends: ANTARCTIC SEA ICE TRENDS. Geophys. Res. Lett., 40, 4328–4332, https://doi.org/10.1002/grl.50820.
  76. Tamura, T., G. D. Williams, A. D. Fraser, and K. I. Ohshima, 2012: Potential regime shift in decreased sea ice production after the Mertz Glacier calving. Nat. Commun., 3, 826, https://doi.org/10.1038/ncomms1820.
  77. Thompson, D. W. J., S. Solomon, P. J. Kushner, M. H. England, K. M. Grise, and D. J. Karoly, 2011: Signatures of the Antarctic ozone hole in Southern Hemisphere surface climate change. Nat. Geosci., 4, 741–749, https://doi.org/10.1038/ngeo1296.
  78. Turner, J., and Coauthors, 2009: Non‐annular atmospheric circulation change induced by stratospheric ozone depletion and its role in the recent increase of Antarctic sea ice extent. Geophys. Res. Lett., 36, https://doi.org/10.1029/2009GL037524.
  79. ——, J. S. Hosking, G. J. Marshall, T. Phillips, and T. J. Bracegirdle, 2016: Antarctic sea ice increase consistent with intrinsic variability of the Amundsen Sea Low. Clim. Dyn., 46, 2391–2402, https://doi.org/10.1007/s00382-015-2708-9.
  80. ——, T. Phillips, G. J. Marshall, J. S. Hosking, J. O. Pope, T. J. Bracegirdle, and P. Deb, 2017: Unprecedented springtime retreat of Antarctic sea ice in 2016: The 2016 Antarctic Sea Ice Retreat. Geophys. Res. Lett., 44, 6868–6875, https://doi.org/10.1002/2017GL073656.
  81. ——, and Coauthors, 2020: Recent Decrease of Summer Sea Ice in the Weddell Sea, Antarctica. Geophys. Res. Lett., 47, https://doi.org/10.1029/2020GL087127.
  82. Vancoppenolle, M., and Coauthors, 2013: Role of sea ice in global biogeochemical cycles: emerging views and challenges. Quat. Sci. Rev., 79, 207–230, https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2013.04.011.
  83. Wang, G., H. H. Hendon, J. M. Arblaster, E.-P. Lim, S. Abhik, and P. van Rensch, 2019: Compounding tropical and stratospheric forcing of the record low Antarctic sea ice in 2016. Nat. Commun., 10, 13, https://doi.org/10.1038/s41467-018-07689-7.
  84. Webster, M., and Coauthors, 2018: Snow in the changing sea ice systems. Nat. Clim. Change, 8, 946–953, https://doi.org/10.1038/s41558-018-0286-7.
  85. Zhang, J., 2014: Modeling the Impact of Wind Intensification on Antarctic Sea Ice Volume. J. Clim., 27, 202–214, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-12-00139.1.
  86. Zhang, X., C. Deser, and L. Sun, 2021: Is There a Tropical Response to Recent Observed Southern Ocean Cooling? Geophys. Res. Lett., 48, https://doi.org/10.1029/2020GL091235.
  87. Zunz, V., H. Goosse, and F. Massonnet, 2013: How does internal variability influence the ability of CMIP5 models to reproduce the recent trend in Southern Ocean sea ice extent? The Cryosphere, 7, 451–468, https://doi.org/10.5194/tc-7-451-2013.

NASA Earth Observatory “World of Change: Antarctic Sea Ice”

National Snow and Ice Data Center: Learn Centre

NASA Earth Sciences: Current State of Sea Ice Cover

Discovering Antarctica: The Marine Environment

Australian Antarctic Program: Southern Ocean Observing System

Annual assessments of Antarctic sea ice in annual BAMS State of the Climate Reports

IPCC Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate

Past Global Changes: C-SIDE – Cycles of Sea-Ice Dynamics in the Earth system