Med varningsklockor som ringer om den snabba nedgången av havsis i Ishavet, satellitdata har avslöjat hur intrånget i varmare atlantiska vatten minskar isåterväxten på vintern. Dessutom, med säsongsis mer oförutsägbar än någonsin, ESA:s SMOS- och CryoSat-satelliter används för att förbättra havsisprognoser, som är avgörande för sjöfarten, fiske och ursprungsbefolkningar, till exempel.

Mängden havsis som flyter i Ishavet varierar enormt när den växer och krymper med årstiderna. Även om en del av den äldre tjockare isen finns kvar hela tiden, det finns en obestridlig trend med minskande is när klimatförändringarna skärper greppet om denna ömtåliga polarregion.

Arktisk havsis når maximalt runt mars efter de kalla vintermånaderna och krymper sedan till ett minimum runt september efter sommarens smältning. Dock, dessa säsongsvängningar är inte bara kopplade till de skiftande årstiderna - det visar sig att tillsammans med vårt uppvärmande klimat, temperaturen på intilliggande havsvatten ökar nu också isens sårbarhet.

Tidigare forskning tyder på att havsis delvis kan återhämta sig på vintern efter en stark sommarsmältning eftersom tunn is växer snabbare än tjock is. Dock, nya fynd tyder på att värmen från havet överväger denna stabiliserande effekt - vilket minskar mängden havsis som kan växa igen på vintern. Det innebär att havsisen är mer sårbar under varmare somrar och vinterstormar.

Forskningen publicerades nyligen i Journal of Climate beskriver hur forskare använde satellitdata från ESA:s klimatförändringsinitiativ för att beräkna förändringar i volymen av arktisk havsis mellan 2002 och 2019.

Robert Ricker, från AWI Helmholtz Center for Polar and Marine Research in Germany, och kollegor kartlade regionala förändringar i havsvolymen på grund av drift och beräknade hur mycket is som växer på grund av frysning varje månad. De använde också modellsimuleringar för att utforska orsakerna till förändringar, som bekräftade deras resultat.

Dr Ricker sa, "Under de senaste decennierna har vi observerat tendensen att ju mindre is du har i början av fryssäsongen, desto mer växer den under vintersäsongen.

"Dock, vad vi har funnit nu är att i regionerna Barentshavet och Karahavet, denna stabiliserande effekt överväldigas av havsvärme och varmare temperaturer som minskar istillväxten på vintern. "

Denna nya process kallas Atlantification, vilket betyder att värme från Atlanten transporteras till högre breddgrader orsakar att havsisens kant drar sig tillbaka.

"Viktigt, detta betyder också att om du har en varm sommar eller stark vind, havsisen är mindre motståndskraftig, "tillade Dr. Ricker.

Forskarna tror att stabiliseringsmekanismen i andra regioner i Arktis också kan överväldigas i framtiden.

Även om det är uppenbart viktigt att fortsätta övervaka arktisk havsis för bevis för att stödja klimatpolitik, satellitobservationer används praktiskt, till exempel havsisprognoser.

Istjockleksdata från CryoSat-uppdraget spelade ett viktigt bidrag till Atlantifieringsfynden, men uppdragets data kombinerat med data från SMOS -satelliten är också nyckeln till att förbättra prognoserna för den tunnare, mer ömtåliga tunna havsisen.

Alfred Wegner Institute (AWI) i Tyskland slår samman veckovisa CryoSat-data med dagliga SMOS-data för att generera en genomsnittlig produkt varje vecka.

Förutom att användas för prognoser, dessa kombinerade data visar att volymen av havsis under vintersäsongen 2020-21 var på sitt lägsta sedan dessa isisdataprodukter började 2010.

Stefan Hendricks från AWI sa:"Föraren till denna låga volym havsis är regionen norr om Grönland och den kanadensiska skärgården, där den tjockaste isen vanligtvis finns. Förra vintern, tjock havsis var nästan frånvarande. Resten av den arktiska havsisen är en blandning av över och under genomsnittet. "

Informationen kan också potentiellt förbättra prognoser för väder och klimat.

Många säsongsbundna prognoscentra ger dynamiska förutsägelser av havsis. Medan assimilering av hav-iskoncentration är vanligt, begränsande initiala förhållanden för havs-tjocklek är i sina tidiga skeden. Dock, första assimileringsstudier vid European Center for Medium-Distance Weather Forecasts (ECMWF) indikerar en betydande förbättring av säsongsprognossystemet.

Beena Balan Sarojini från ECMWF sa, "Våra resultat visar nyttan av nya observationer av havsisprodukter i både dataassimilering och prognossystem, och de föreslår starkt att bättre initial havs-tjockleksinformation är avgörande för att förbättra undersäsongsbetonade till säsongsbetonade havisprognoser. "