198 research outputs found
Integrated Framework to Identify, Track, and Communicate Sea-Ice Hazards
United States Department of Homeland Security
University of Alaska Anchorag
Wind-driven summer surface hydrography of the eastern Siberian shelf
High interannual variability of summer surface salinity over the Laptev and East Siberian Sea shelves derived from historical records of the 1950sâ2000s is attributed to atmospheric vorticity variations. In the cyclonic regime (positive vorticity) the eastward diversion of the Laptev Sea riverine water results in a negative salinity anomaly to the east of the Lena Delta and farther to the East Siberian Sea, and a positive anomaly to the north of the Lena Delta. Anticyclonic (negative) vorticity results in negative salinity anomalies northward from the Lena Delta due to freshwater advection toward the north, and a corresponding salinity increase eastward
Sea-Ice System Services: A Framework to Help Identify and Meet Information Needs Relevant for Arctic Observing Networks
The need for data from an Arctic observing network to help stakeholders with planning and action is generally recognized. Two key research concerns arise: (1) potential contrasts between fundamental and applied science in the design of an observing system, and (2) development of best practices to ensure that stakeholder needs both inform and can be met from such an observing system. We propose a framework based on the concept of sea-ice system services (SISS) to meet these challenges and categorize the ways in which stakeholders perceive, measure, and use sea ice. Principal service categories are (1) climate regulator, marine hazard, and coastal buffer; (2) transportation and use as a platform; (3) cultural services obtained from the âicescapeâ; and (4) support of food webs and biological diversity. Our research focuses on cases of ice as platform and marine hazard in Arctic Alaska. We identify the information for each SISS category that users need to track, forecast, and adapt to changes. The resulting framework can address multiple information needs and priorities, integrate information over the relevant spatio-temporal scales, and provide an interface with local knowledge. To plan for an integrated Arctic Observing Network, we recommend a consortium-based approach with the academic community as an impartial intermediary that uses the SISS concept to identify common priorities across the range of sea-ice users.Il est gĂ©nĂ©ralement reconnu quâil faudrait avoir accĂšs Ă des donnĂ©es prĂ©levĂ©es Ă partir dâun rĂ©seau dâobservation de lâArctique pour aider les parties prenantes Ă planifier et Ă prendre les mesures qui sâimposent. Il existe deux grandes sources de prĂ©occupations Ă ce sujet : 1) les contrastes potentiels entre la science fondamentale et la science appliquĂ©e en matiĂšre de conception dâun systĂšme dâobservation; et 2) la mise au point des meilleures pratiques pour sâassurer quâun tel systĂšme dâobservation informe les parties prenantes et rĂ©ponde Ă leurs besoins. Nous proposons un cadre de rĂ©fĂ©rence fondĂ© sur le concept des services dâun systĂšme de glace de mer (SISS) pour relever ces dĂ©fis et catĂ©goriser les maniĂšres dont les parties prenantes perçoivent, mesurent et utilisent la glace de mer. Les principales catĂ©gories de service sont les suivantes : 1) rĂ©gulateur climatique, obstacle marin et tampon cĂŽtier; 2) moyen de transport et plateforme; (3) services culturels obtenus Ă partir du « paysage glaciaire »; et 4) soutien du rĂ©seau trophique et de la diversitĂ© biologique. Notre recherche porte plus prĂ©cisĂ©ment sur les cas oĂč la glace sert de plateforme et prĂ©sente un obstacle marin dans lâArctique alaskien. Nous identifions lâinformation que les utilisateurs doivent repĂ©rer, prĂ©voir et adapter aux changements dans le cas de chaque catĂ©gorie du SISS. Le cadre de rĂ©fĂ©rence qui en rĂ©sulte peut rĂ©pondre Ă de multiples besoins et prioritĂ©s en matiĂšre dâinformation, intĂ©grer lâinformation sur des Ă©chelles spatiotemporelles pertinentes et fournir une interface avec les connaissances locales. Afin de planifier en vue de lâĂ©tablissement dâun rĂ©seau intĂ©grĂ© dâobservation de lâArctique, nous recommandons la formation dâun genre de consortium composĂ© de chercheurs, consortium servant dâintermĂ©diaire impartial utilisant le concept SISS pour dĂ©terminer les prioritĂ©s qui sont communes aux usagers de la glace de mer
A Framework for Prioritization, Design and Coordination of Arctic Long-term Observing Networks: A Perspective from the U.S. SEARCH Program
Arctic observing networks exist in many countries and often cross international boundaries. We review their status and the development of networked long-term observations as part of a U.S. Arctic Observing System, highlighting major challenges and opportunities for prioritizing observations, designing a network, and increasing coordination. Most Arctic observing activities focus on specific themes and ecosystem services, resulting in a relatively narrow scope of observations for each network. Across all networks there is a need to improve national and international coordination to (1) reduce potential mismatch between identified science needs and outcomes desired by society, (2) link current observing networks to emerging agency and private-sector observing programs across disciplines, and (3) present a stable set of goals and priorities to increase network utility in view of the limited funding resources. We survey the landscape of observing activities and efforts to coordinate them internationally and present a framework for prioritization and coordination based on the activities of the U.S. Study of Environmental Arctic Change (SEARCH). This framework includes a hierarchy of interconnected activities involved in the design and implementation of observing networks. Across the hierarchy, definition of âactionableâ science questions helps drive network design, with priorities set by the breadth and depth of the societal applications or policy requirements that these questions can inform. We present an example of applying this design hierarchy to observations that support policy and management decisions about offshore resource development in the Chukchi Sea.De nombreux pays sont dotĂ©s de rĂ©seaux dâobservation de lâArctique, et ces rĂ©seaux enjambent souvent des frontiĂšres internationales. Nous nous penchons sur ces rĂ©seaux de mĂȘme que sur la rĂ©alisation dâobservations Ă long terme au moyen dâun rĂ©seau amĂ©ricain dâobservation de lâArctique, en prenant soin dâaborder les principaux dĂ©fis Ă relever et les possibilitĂ©s Ă saisir pour Ă©tablir les prioritĂ©s en matiĂšre dâobservations, pour concevoir le rĂ©seau et pour amĂ©liorer la coordination. La plupart des activitĂ©s dâobservation de lâArctique portent sur des thĂšmes particuliers et des Ă©coservices, ce qui produit une Ă©tendue dâobservations relativement Ă©troite pour chaque rĂ©seau. Dans le cas de tous les rĂ©seaux, il y a lieu dâamĂ©liorer la coordination nationale et internationale pour (1) rĂ©duire la possibilitĂ© dâĂ©carts entre les besoins dĂ©terminĂ©s par la science et les rĂ©sultats souhaitĂ©s par la sociĂ©tĂ©, (2) lier les rĂ©seaux dâobservation actuels aux programmes dâobservation Ă©mergents du secteur public et du secteur privĂ© dans les diverses disciplines, et (3) prĂ©senter une sĂ©rie dâobjectifs et de prioritĂ©s stables en vue de rehausser lâutilitĂ© des rĂ©seaux en fonction du financement restreint. Nous examinons les activitĂ©s et les efforts dâobservation afin dâen assurer la coordination Ă lâĂ©chelle internationale et de prĂ©senter un cadre de priorisation et de coordination fondĂ© sur les activitĂ©s de lâorganisme amĂ©ricain Study of Environmental Arctic Change (SEARCH). Ce cadre comprend une hiĂ©rarchie dâactivitĂ©s interreliĂ©es se rapportant Ă la conception et Ă la mise en oeuvre de rĂ©seaux dâobservation. Dans cette hiĂ©rarchie, la dĂ©finition des questions de science « exploitable » guide la conception de rĂ©seaux, les prioritĂ©s Ă©tant fixĂ©es par la portĂ©e et lâĂ©tendue des applications sociĂ©tales ou les exigences politiques que ces questions peuvent Ă©clairer. Nous prĂ©sentons un exemple dâapplication de cette hiĂ©rarchie de conception aux observations sur lesquelles reposent les dĂ©cisions de politique et de gestion en matiĂšre de mise en valeur des ressources au large dans la mer des Tchouktches
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Shared Arctic Variable Framework Links Local to Global Observing System Priorities and Requirements
The geographic settings and interests of diverse groups of rights- and stakeholders figure prominently in the need for internationally coordinated Arctic observing systems. Global and regional observing systems exist to coordinate observations across sectors and national boundaries, leveraging limited resources into widely available observational data and information products. Observing system design and coordination approaches developed for more focused networks at mid- and low latitudes are not necessarily directly applicable in more complex Arctic settings. Requirements for the latter are more demanding because of a greater need for cross-disciplinary and cross-sectoral prioritization and refinement from the local to the pan-Arctic scale, in order to maximize the use of resources in challenging environmental settings. Consideration of Arctic Indigenous Peoplesâs observing priorities and needs has emerged as a core tenet of governance and coordination frameworks. We evaluate several different types of observing systems relative to the needs of the Arctic observing community and information users to identify the strengths and weaknesses of each framework. A typology of three approaches emerges from this assessment: âessential variable,â âstation model,â and âcentral question.â We define and assess, against the requirements of Arctic settings, the concept of shared Arctic variables (SAVs) emerging from the Arctic Observing Summit 2020 and prior work by the Sustaining Arctic Observing Networks Road Mapping Task Force. SAVs represent measurable phenomena or processes that are important enough to multiple communities and sectors to make the effort to coordinate observation efforts worthwhile. SAVs align with essential variables as defined, for example, by global observing frameworks, in that they guide coordinated observations across processes that are of interest to multiple sectors. SAVs are responsive to the information needs of Arctic Indigenous Peoples and draw on their capacity to codesign and comanage observing efforts. SAVs are also tailored to accommodate the logistical challenges of Arctic operations and address unique aspects of the Arctic environment, such as the central role of the cryosphere. Specific examples illustrate the flexibility of the SAV framework in reconciling different observational approaches and standards such that the strengths of global and regional observing programs can be adapted to the complex Arctic environment. Les contextes gĂ©ographiques et les intĂ©rĂȘts de divers groupes de dĂ©tenteurs de droits et de parties prenantes figurent au premier plan des besoins en systĂšmes dâobservation de lâArctique coordonnĂ©s Ă lâĂ©chelle internationale. Il existe des rĂ©seaux dâobservation dâenvergure mondiale et rĂ©gionale visant Ă coordonner les observations en provenance de divers secteurs et de frontiĂšres nationales, sâappuyant sur des ressources limitĂ©es pour donner lieu Ă des donnĂ©es dâobservation et Ă des produits dâinformation grandement accessibles. Les rĂ©seaux dâobservation et les approches de coordination conçus pour des rĂ©seaux spĂ©cialisĂ©s desservant les latitudes allant de moyennes Ă faibles ne se transposent pas directement aux contextes plus complexes de lâArctique. Dans le cas de lâArctique, les exigences sont plus Ă©levĂ©es en raison du plus grand besoin dâaccorder de lâimportance aux disciplines et aux secteurs variĂ©s ainsi quâau raffinement de lâĂ©chelle, qui passe de locale Ă panarctique, afin de maximiser lâutilisation des ressources dans des contextes environnementaux difficiles. La considĂ©ration des besoins et des prioritĂ©s dâobservation des peuples autochtones de lâArctique constitue un des principaux principes des cadres de gouvernance et de coordination. Nous Ă©valuons plusieurs types diffĂ©rents de rĂ©seaux dâobservation Ă la lumiĂšre des besoins de la communautĂ© dâobservation de lâArctique et des utilisateurs dâinformation afin de cerner les forces et les faiblesses de chaque cadre de rĂ©fĂ©rence. Cette Ă©valuation a permis de produire une typologie de trois approches : la « variable essentielle », le « modĂšle de station » et la « question centrale ». Nous dĂ©finissons et Ă©valuons, en fonction des exigences des contextes de lâArctique, le concept des variables partagĂ©es de lâArctique (SAV) qui est ressorti du sommet dâobservation de lâArctique de 2020 et de travaux antĂ©rieurs rĂ©alisĂ©s par le groupe de travail des rĂ©seaux Sustaining Arctic Observing Networks Road Mapping Task Force. Les SAV reprĂ©sentent des processus ou des phĂ©nomĂšnes mesurables suffisamment importants aux yeux de communautĂ©s et de secteurs divers pour que la coordination des efforts dâobservation en vaille la peine. Les SAV concordent avec les variables essentielles comme dĂ©finies, par exemple, par les cadres dâobservation mondiaux, en ce sens quâelles guident les observations coordonnĂ©es relevant de processus qui revĂȘtent de lâintĂ©rĂȘt pour de multiples secteurs. Les SAV accordent de lâimportance aux besoins en information des peuples autochtones de lâArctique et font appel Ă leurs capacitĂ©s Ă concevoir et Ă gĂ©rer les efforts dâobservation en collaboration. Par ailleurs, les SAV sont conçues pour tenir compte des dĂ©fis logistiques des opĂ©rations dans lâArctique et tiennent compte dâaspects uniques de lâenvironnement arctique, comme le rĂŽle central de la cryosphĂšre. Certains exemples illustrent la souplesse du cadre des SAV pour rĂ©concilier diverses approches et normes dâobservation, de sorte que les points forts des programmes dâobservation mondiaux et rĂ©gionaux puissent ĂȘtre adaptĂ©s Ă lâenvironnement complexe de lâArctique.
Sea-Ice Distribution in the Bering and Chukchi Seas: Information from Historical Whaleshipsâ Logbooks and Journals
Satellite data have revealed dramatic losses of Northern Hemisphere sea ice since the end of the 1970s. To place these changes in a longer-term context, we draw on daily observations taken from logbooks and journals of whaling vessels cruising in the Bering and Chukchi seas to investigate sea-ice conditions in this region of the Arctic between 1850 and 1910. We compare these observations to sea-ice data from 1972 to 1982, which predate the majority of the recent changes and cover a period recognized as a relative maximum in recent Bering Sea ice extent. Records from May indicate that end-of-winter sea-ice extent in the Bering Sea during the mid 19th century closely resembled that in the 1972 â 82 data. However, the historical data reveal that sea ice was more extensive during summer, with the greatest difference occurring in July. This pattern indicates a later and more rapid seasonal retreat. These conclusions highlight the value of historical data, which we have far from exhausted in this study.Des donnĂ©es satellitaires rĂ©vĂšlent que lâhĂ©misphĂšre nord a enregistrĂ© des pertes dramatiques de glaces de mer depuis la fin des annĂ©es 1970. Afin de mettre ces changements dans un plus long contexte, nous nous appuyons sur les observations quotidiennes tirĂ©es de journaux et de carnets de bord de baleiniers ayant parcouru la mer de BĂ©ring et la mer des Tchouktches dans le but dâĂ©tudier les glaces de mer de cette rĂ©gion de lâArctique entre les annĂ©es 1850 et 1910. Nous comparons ces observations aux donnĂ©es sur les glaces de mer recueillies de 1972 Ă 1982 â soit avant que la plupart des rĂ©cents changements nâaient Ă©tĂ© enregistrĂ©s â ce qui couvre une pĂ©riode reconnue comme un maximum relatif en matiĂšre dâĂ©tendue rĂ©cente des glaces dans la mer de BĂ©ring. Les donnĂ©es enregistrĂ©es en mai laissent entrevoir que lâĂ©tendue des glaces de mer en fin dâhiver dans la mer de BĂ©ring au milieu du XIXe siĂšcle ressemblait beaucoup Ă lâĂ©tendue des glaces dont tĂ©moignent les donnĂ©es prĂ©levĂ©es entre 1972 et 1982. Cependant, les donnĂ©es historiques rĂ©vĂšlent que les glaces de mer Ă©taient plus considĂ©rables au cours de lâĂ©tĂ©, la plus grande diffĂ©rence se manifestant au mois de juillet. Cette tendance indique donc un retrait saisonnier plus tardif et plus rapide. Les conclusions mettent en Ă©vidence lâimportance des donnĂ©es historiques, que nous sommes loin dâavoir Ă©puisĂ©es dans le cadre de cette Ă©tude
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