Changes in Freshwater Content in the Arctic Basin, Sea Ice Cover Reduction and Warming in the Arctic

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The paper deals with global changes in regime and climate of Arctic basin. Changes in the content and inflows of freshwater into the upper 100 m layer of the Arctic basin from decade to decade (1950s – 2010s) were determined. Data from national expedition surveys of the Arctic Basin in the 1950s to the 1970s combined with data from expeditions in the 1980s to the 2010s were used. The results obtained showed that freshwater content (FWC) decreased in the Eurasian and increased in the Amerasian part of the Arctic basin in the 1990s – 2000s. The decrease in the FWC occurred in the result of increased Atlantic water inflow since the 1990s and the salinization of the upper 100 m layer of Arctic Ocean, despite increased precipitation, river runoff and sea ice melt. The influence from the tropics of the North Atlantic on climatic changes in the structure of Arctic basin waters, on the reduction of the sea ice cover and warming in the Arctic with a delay of 2-3 years was established. Methods of multidimensional correlation analysis, calculation of spectra and coherences, and construction of correlation graphs were used.

About the authors

Genrikh V. Alekseev

Arctic and Antarctic Research Institute

Author for correspondence.
Email: alexgv@aari.ru

Professor

Russian Federation, 38 Bering Str., Snct. Petersburg, 199397, Russia

Alexander V. Smirnov

Arctic and Antarctic Research Institute

Email: avsmir@aari.ru
Russian Federation, 38 Bering Str., Snct. Petersburg, 199397, Russia

Andrey V. Pnyushkov

Arctic and Antarctic Research Institute

Email: avpnyushkov@alaska.edu
Russian Federation, 38 Bering Str., Snct. Petersburg, 199397, Russia

Anastasia E. Vyazilova

Arctic and Antarctic Research Institute

Email: vae@aari.ru
Russian Federation, 38 Bering Str., Snct. Petersburg, 199397, Russia

Mikhail Yu. Kulakov

Arctic and Antarctic Research Institute

Email: mod@aari.ru
Russian Federation, 38 Bering Str., Snct. Petersburg, 199397, Russia

Natalia I. Glok

Arctic and Antarctic Research Institute

Email: Glok.natasha@mail.ru
Russian Federation, 38 Bering Str., Snct. Petersburg, 199397, Russia

Natalia E. Kharlanenkova

Arctic and Antarctic Research Institute

Email: kharlanenkova64@mail.ru
Russian Federation, 38 Bering Str., Snct. Petersburg, 199397, Russia

References

  1. G.V. Alekseev, L.V. Bulatov, V.F. Zakharov In The Freshwater Budget of the Arctic Ocean, Eds E.L. Lewis et al., Netherlands, Dordrecht, Springer, 2000, pp. 589–608. doi: 10.1007/978-94-011-4132-1_24.
  2. A. Proshutinsky, M.A. Johnson J. Geophys. Res., 1997, 102, 12493. doi: 10.1029/97JC00738.
  3. A.F. Treshnikov, G.I. Baranov Struktura tsirkulyatsii vod Arkticheskogo basseyna [Structure and Circulation of Water in the Arctic Basin], USSR, Leningrad, Gidrometeoizdat, 1972, 158 pp. (in Russian).
  4. S. Häkkinen, A. Proshutinsky J. Geophys. Res. Ocean., 2004, 109, C3. doi: 10.1029/2003JC001940.
  5. A. Proshutinsky, R. Krishfield, D. Barber J. Geophys. Res., 2009, 114, C00A08. doi: 10.1029/2008JC005162.
  6. M. Muilwijk, L.H. Smedsrud, M. Ilicak, H. Drange J. Geophys. Res. Ocean., 2018, 123(11), 8159. doi: 10.1029/2018JC014327.
  7. G.V. Alekseev, L.V. Bulatov, V.F. Zakharov, V.V. Ivanov Doklady Rossiyskoy akademii nauk. Nauki o Zemle [Proc. RAS, Earth Sci.], 1997, 356, 401 (in Russian).
  8. X. Zhang, A. Sorteberg, J. Zhang, R. Gerdes, J.C. Comiso Geophys. Res. Lett., 2008, 35(22), L22701. doi: 10.1029/2008GL035607.
  9. T.D. Prowse, A. Bring, E.C. Carmack, M.M. Holland, A. Instanes, J. Mard, T. Vihma, F.J. Wrona In Snow, Water, Ice and Permafrost in the Arctic (SWIPA), Norway, Oslo, Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP), 2017, pp. 175-176.
  10. G.V. Alekseev, N.E. Ivanov, A.V. Pnyushkov, N.E. Kharlanenkova In Meteorological and Geophysical Researches, RF, Moscow, Paulsen Editions, 2011, pp. 7–28 (in Russian). doi: 10.13140/RG.2.1.2235.6009.
  11. V.T. Timofeev Vodnye massy Arkticheskogo basseyna [Water Masses in the Arctic Basin], USSR, Leningrad, Gidrometeoizdat, 1960, 190 pp. (in Russian).
  12. I.V. Polyakov, J.E. Walsh, R. Kwok Bull. Am. Meteorol. Soc., 2012, 93(2), 145. doi: 10.1175/BAMS-D-11-00070.1.
  13. G. Alekseev, S. Kuzmina, L. Bobylev, A. Urazgildeeva, N. Gnatiuk Int. J. Climatol., 2019, 39(8), 3582. doi: 10.1002/joc.6040.
  14. Environmental Working Group (EWG). Joint US Russian Atlas of the Arctic Ocean: Oceanography Atlas for the Winter Period, National Snow and Ice Data Center, Boulder, CO, 1997. (http:// ns.noaa.gov/atlas).
  15. A. Barth, J.-M. Beckers, C. Troupin, A. Alvera-Azcárate, L. Vandenbulcke Geosci. Model Dev., 2014, 7(1), 225. doi: 10.5194/gmd-7-225-2014.
  16. M.Y. Kulakov, A.P. Makshtas, S.V. Shutilin Arctic and Antarctic Research [Problemy Arktiki i Antarktiki], 2012, 2(97), 6 (in Russian).
  17. N.A. Rayner, D.E. Parker, E.B. Horton, C.K. Folland, L.V. Alexander, D.P. Rowell, E.C. Kent, A. Kaplan J. Geophys. Res., 2003, 108, 1. doi: 10.1029/2002JD002670.
  18. M.C. Serreze, A.P. Barrett, A.G. Slater, R.A. Woodgate, K. Aagaard, R.B. Lammers, M. Steele, R.E. Moritz, M. Meredith, C.M. Lee J. Geophys. Res. Ocean. 2006, 111, C11010. doi: 10.1029/2005JC003424.
  19. K. Aagaard, E.C. Carmack J. Geophys. Res., 1989, 94(C10), 14485. doi: 10.1029/JC094iC10p14485.
  20. R. Ahmed, T. Prowse, Y. Dibike, B. Bonsal, H. O’Neil Water, 2020, 12(4), 1189. doi: 10.3390/w12041189.
  21. G. Spreen, L. De Steur, D. Divine, S. Gerland, E. Hansen, R. Kwok J. Geophys. Res. Ocean., 2020, 125(6), e2019JC016039. doi: 10.1029/2019JC016039.
  22. Q. Wang, C. Wekerle, S. Danilov, N. Koldunov, D. Sidorenko, D. Sein, B. Rabe, T. Jung Geophys. Res. Lett., 2018, 45(10), 4956. doi: 10.1029/2018GL077901.
  23. A. Pnyushkov, I. Polyakov, R. Rember, V. Ivanov, M.B. Alkire, I. Ashik, T.M. Baumann, G.V. Alekseev, A. Sundfjord Ocean Sci., 2018, 14, 1349. doi: 10.5194/os-14-1349-2018.
  24. I.V. Polyakov, T.P. Rippeth, I. Fer, M.B. Alkire, T.M. Baumann, E.C. Carmack, R. Ingvaldsen, V.V. Ivanov, M. Janout, S. Lind, L. Padman, A.V. Pnyushkov, R. Rember J. Clim., 2020, 33(18), 8107. doi: 10.1175/JCLI-D-19-0976.1.
  25. G.V. Alekseev, A.V. Pnyushkov, A.V. Smirnov, A.E. Vyazilova, N.I. Glok Arctic and Antarctic Research [Problemy Arktiki i Antarktiki], 2019, 65(4), 363 (in Russian). doi: 10.30758/0555-2648-2019-65-4-363-388.
  26. G.V. Alekseev, N.I. Glok, A.E. Vyazilova, N.E. Kharlanenkova, M.Y. Kulakov J. Mar. Sci. Eng., 2021, 9, 1145. doi: 10.3390/jmse9101145.
  27. М. Kendall, А. Stuart The Advanced Theory of Statistics: Vol. 2, Inference and Relationship, UK, London, Charles Griffin and Co, 1967, 676 pp.
  28. R.A.F. Bilbao, J.M. Gregory, N. Bouttes, M.D. Palmer, P. Stott Clim. Dyn., 2019, 53, 5389. doi: 10.1007/s00382-019-04910-1.
  29. S.I. Shin, P.D. Sardeshmukh Clim. Dyn., 2011, 36, 1577. doi: 10.1007/s00382-009-0732-3.
  30. Q. Ding, J.M. Wallace, D.S. Battisti, E.J. Steig, A.J.E. Gallant, H.J. Kim, L. Geng Nature, 2014, 509, 209. doi: 10.1038/nature13260.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Alekseev G.V., Smirnov A.V., Pnyushkov A.V., Vyazilova A.E., Kulakov M.Y., Glok N.I., Kharlanenkova N.E.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».