北極海氷は今年の最大範囲に達し、3月21日にピークを迎えました。
これは、40年以上にわたる衛星観測記録における、冬季ピークの小さい方から7番目タイ（2007年と同率）です。
ここでは専門家がその意味を解説し、文脈の中で捉えます。
暫定推計値（国立雪氷データセンター（NSIDC）、米国コロラド州）によると、今年の冬季最大範囲は1981～2010年平均より870,000km2小さいことが示されています。
NSIDCは、今年の節目を「平穏な最大値（uneventful maximum）」と表現していますが、海氷にとって「例外的な」年に続くものだと指摘しています。2020年9月の北極の夏季最小範囲は観測史上2番目に低く、その後の海氷の再成長が異常に遅かったため、10月には北極の海氷被覆が記録的な低水準となりました。
一方、地球のもう一方の極では、南極の海氷の最小範囲は2月21日に283万km2、衛星観測記録で下から12番目でした。
「平穏な最大値」
北極の海氷範囲は一年を通して変化します。冬に拡大し、2月または3月に年間で最大に達した後、春と夏にかけて融解し、通常は9月に年間最小となります。
科学者は衛星データを用いて海氷の拡大と融解を追跡しています。これにより、海氷が冬季の最大範囲に達した日を特定し、その規模を記録することができます。これは、夏の終わりの最小範囲とともに、北極の海氷の「健康状態」を追跡するための主要な指標の一つです。
下の図は、今冬の北極海氷範囲（青線）を、2011～12年（緑の破線）、および1981～2010年平均（灰色）と比較したものです。2012年は夏の最小範囲が記録的な低水準となった年です。北極海氷範囲は、海氷被覆率が少なくとも15%ある海域の面積として測定されます。
今年の初期の指標によると、北極海氷は3月21日に年間最大となる14.77km2に達したと示唆されています。これは観測史上、北極の最大範囲として7番目に低い値タイです。
NSIDCは、これを「平穏な最大値」だとしています。1981～2010年の平均最大値より870,000km2低く、2017年に記録された最低の最大値より360,000km2高いと指摘しています。
下の画像は、2021年3月21日の海氷範囲を、その日の1981～2010年平均範囲（オレンジの線）と比較したものです。
「今年の海氷の最大範囲は記録に近いわけではありませんが、2000年以前のどの年と比べても依然としてかなり低い水準です」と説明するのは、テッド・スキャンボス博士、NSIDCの上級研究科学者で、同機関の科学チームの主任科学者です。
下の図は、ザック・レイブ博士（ポスドク研究員、所属：コロラド州立大学）が作成した図で、1979年以降の北極海氷の最大範囲をすべて示しています。赤線は2021年の水準を示しています。
「冬季の北極海氷範囲と9月の年間最小範囲との相関はごくわずかです」と、レイブ氏はCarbon Briefに語っています。
「海氷は、異常に低い最小範囲の後に回復する能力を持っています。同じことは2008年と2013年にも起きました」と付け加えるのは、アイソベル・ローレンス博士（極域観測・監視センターの研究員、リーズ大学所属）。彼女はCarbon Briefに次のように語っています：
「夏季に露出した海洋が吸収した余分な熱は、秋と冬に速やかに放出されるため、海氷が急速に成長します。これは負のフィードバック機構であり、極端な夏の融解が起きた後に海氷の回復を可能にします。」
NSIDCによると、今年の最大範囲の日付は、1981～2010年平均の日付である3月12日より9日遅くなっています。
海氷にとって「例外的な」年
今年の海氷成長期は、観測史上で2番目に低い北極海氷の最小範囲となって始まりました。これは2012年に次ぐ低さです。最小範囲は9月15日に記録され、そのとき海氷被覆は373万km2の最小値に達しました。
NSIDCによると、この例外的に低い最小海氷範囲は、部分的には当時の強い正の位相の北極振動が一因でした。これにより風の流れが、シベリア沿岸から極を横切って北極海の外へと海氷を運び出しました。その結果、シベリア沿岸の海氷は薄くなり、融解しやすくなりました。
2020年の海氷最小範囲（赤線）は以下の図に示されています。以前の各10年間の平均海氷範囲は破線で示され、過去の年の海氷最小範囲の日付と範囲は色付きの円で示されています。
レイブ氏によると、9月の最小範囲の後の北極海氷の成長は「観測史上で最も遅いものの一つ」でした。10月24日には、1981～2010年平均との北極海氷範囲の差が記録的な水準で記録されました。レイブ氏はCarbon Briefに対し、その月にさらなる海氷の記録が更新されたと語っています：
「2020年10月の海氷範囲と体積はいずれも観測史上最低でした。10月中旬のある時点で、衛星は観測史上最大の北極海氷の異常を観測しました。晩秋の広大な開水域は、11月にかけての異常な温暖化が北極全域、特にシベリア沿岸付近で見られた一因となりました。」
下の画像は、2020年10月の海氷範囲を、その10月の1981～2010年平均範囲（ピンクの線）と比較したものです。
「10月13日から11月初旬にかけて、日々の海氷範囲は衛星観測記録上、その日として最低の値でした」と、NSIDCは述べています。低い海氷範囲により、11月を通じて北極全域に広大な開水域が残り、これが大気に熱を放出して、海面近くにホットスポットが形成されました。
NSIDCは、これらのホットスポット周辺の地表近くの気温が、11月の長期平均を局所的に12℃以上上回っていたと付け加えています。一方、2020年11月の気温は北極海の大部分で平均を上回り、ボーフォート海およびチュクチ海、バレンツ海北部、ラプテフ海では平均より4～6℃高くなりました。
例年の傾向と同様に、海氷の成長は10月最終週に回復しました。実際、NSIDCは、2020年11月が観測史上最速の平均日成長率を記録したと述べています。特に最初の週には、表層海洋が残っていた夏の熱を大気に放出し、急速な成長が見られました。
しかし、年初の海氷の例外的な低水準のため、NSIDCは、11月の海氷範囲全体と12月初旬の日々の海氷範囲は、いずれも依然として観測史上2番目に低い値であったと述べています。
12月、北極振動は強い正の位相から負の位相へと転じたと、NSIDCは述べています。北極振動は、北極地域と北半球中緯度の上空における気圧パターンがどのように分布しているかを表すものです。 NSIDCの所長マーク・セルレーズ教授（北極の気候と気象の専門家）は次のように述べています：
「北極振動がある状態から別の状態へ切り替わるとき、それは大気の循環、すなわち風の吹き方の根本的な変化を表します。」
NSIDCの科学者ウォルト・マイヤー博士は付け加えています：
「AOが正の状態にあるとき、極渦極渦は概して整った、きつい円を描き、寒気と厄介な冬の嵐は文明から遠く離れた場所に追いやられます。AOが負の状態にあるとき、極渦はより蛇行し、手に負えない天候が暴れ回って、積雪記録を更新することがあります。」
これにより北極海上で高気圧が発達し、比較的強い「ボーフォート海高気圧」気圧パターン（ボーフォート海上に主に冬季に存在する高気圧中心）です。また、大西洋および太平洋の亜寒帯上で低気圧が形成されました。
この気圧差により、北極の一部地域で古く厚い海氷を保持する風の流れが生まれたと、ジュリアンヌ・ストループ教授、極域観測・モデリングの教授で、ユニバーシティ・カレッジ・ロンドンに所属し、NSIDCの上級研究員も務めています。彼女はCarbon Briefに次のように語っています：
「冬季の一部期間に見られた異常な高圧により、フラム海峡（グリーンランドとスヴァールバル諸島の間の海峡）を通じた海氷の輸送が実質的に減少し、カナダ側の海氷の厚さを増すのに役立ちました。」
年末、2020年12月の北極海氷の平均範囲は、衛星観測記録で3番目に低い値でした。「2020年の北極の気候は異例でしたが、年末は目立たない12月で終わりました」と、NSIDCは述べています。
新年
今年の海氷の動きは、昨年に比べてやや目立たないものでした。1月を通じて海氷範囲は平均を下回って推移しましたが、月の中旬までに2011～2020年平均を上回ったと、NSIDCは述べています。全体として、2021年1月の海氷範囲は観測史上6番目に低い1月となりました。
NSIDCによると、1月には北極の大西洋側の気温は平均を大きく上回っていた一方、シベリア上では平均を下回りました。さらに、年初に成層圏突然昇温という現象があり、極渦の弱化を招いたと、レイブ氏はCarbon Briefに語っています（詳細はCarbon Briefの解説記事をご覧ください）。
「今後の興味深い研究課題は、1月の成層圏突然昇温の後に起きた極渦の弱化が、北極の海氷にどのような影響を与えた可能性があるかです。極渦は大気の高所に位置しますが、北極海氷の動きに影響を与える地表近くの気象パターンと間接的に結びついています。」
2月には、北極振動の負の位相と一致する「例外的に強い時計回りのボーフォート・ジャイアの海氷循環」が見られたと、NSIDCは述べています。この種の循環パターンは、時に蛇行したジェット気流と関連することがあり、NSIDCは、低緯度での寒気の流入を招き、テキサス州の「大寒波」につながった可能性もあると付け加えています。
下のアニメーションは、2021年初頭の海氷範囲が2007年、2012年、2020年とどう比較されるかを示しています。2021年は動く黄色の線で、2007年（ピンク）、2012年（白）、2020年（青）とともに示されています。固定線は、過去40年間の10年平均を示しています。
今年は予想される傾向に沿ったものであり、「全体的な長期的減少傾向にもかかわらず、年ごとの変動が北極海氷範囲にどのように影響するかを示す良い例」だと、レイブ氏はCarbon Briefに語っています。
南極
北極の海氷範囲が冬の終わりに年間最小に向かって増加する一方、南極は逆の傾向を示し、同じ頃に年間最小へと減少します。今年、南極の海氷の最小範囲は2月21日に283万km2を記録し、衛星観測記録で12番目に低い値となりました。
