Interannual variability of sea‐ice cover in Hudson bay, Baffin bay and the Labrador sea

Abstract

The spatial and temporal relationships between subarctic Canadian sea‐ice cover and atmospheric forcing are investigated by analysing sea‐ice concentration, sea‐level pressure and surface air temperature data from 1953 to 1988. The sea‐ice anomalies in Hudson Bay, Baffin Bay and the Labrador Sea are found to be related to the North Atlantic Oscillation (NAO) and the Southern Oscillation (SO). Through a spatial Student's i‐test and a Monte Carlo simulation, it is found that sea‐ice cover in both Hudson Bay and the Baffin Bay‐Labrador Sea region responds to a Low/Wet episode of the SO (defined as the period when the SO index becomes negative) mainly in summer. In this case, the sea‐ice cover has a large positive anomaly that starts in summer and continues through to autumn. The ice anomaly is attributed to the negative anomalies in the regional surface air temperature record during the summer and autumn when the Low/Wet episode is developing. During strong winter westerly wind events of the NAO, the Baffin Bay‐Labrador Sea ice cover in winter and spring has a positive anomaly due to the associated negative anomaly in surface air temperature. During the years in which strong westerly NAO and Low/Wet SO events occur simultaneously (as in 1972/73 and 1982/83), the sea ice is found to have large positive anomalies in the study region; in particular, such anomalies occurred for a major portion of one of the two years. A spectral analysis shows that sea‐ice fluctuations in the Baffin Bay‐Labrador Sea region respond to the SO and surface air temperature at about 1.7‐, 5‐ and 10‐year periods. In addition, a noticeable sea‐ice change was found (i.e. more polynyas occurred) around the time of the so‐called “climate jump” during the early 1960s. Data on ice thickness and on ice‐melt dates from Hudson Bay are also used to verify some of the above findings.

Résumé

On étudie la relation temporelle et spatiale entre la couverture de glace de mer du subarctique canadien et le forçage atmosphérique en analysant les données sur la concentration glacielle, la pression au niveau de la mer et la température de l'air en surface pour la période 1953–1988. On constate que les anomalies glacielles dans la baie d'Hudson, la baie de Baffin et la mer du Labrador sont associées aux oscillations nord‐atlantique (NAO) et australe (SO). L'utilisation d'un test spatial de Student et d'une méthode de Monte Carlo montre que la couverture glacielle tant dans la baie d'Hudson que dans la région de la baie de Baffin et de la mer du Labrador réagi à un épisode ≪bas/humide≫ de la SO (lorsque l'indice SO devient négatif) surtout durant l'été. Dans ce cas, la glace de mer a une forte anomalie positive qui débute en été et se continue jusqu'à l'automne. L'anomalie glacielle dépend du fait que l'anomalie de la température de l'air en surface au niveau régional est négative en été et en automne lorsque l'épisode bas/humide se développe. Les forts vents d'ouest hivernaux de la NAO entraînent une anomalie positive de la couverture glacielle de la baie de Baffin et de la mer du Labrador, en hiver et au printemps, en raison de l'anomalie négative associée de la température de l'air en surface. Au cours des années, où simultanément, de forts vents d'ouest de la NAO et d'épisodes bas/humides de la SO se présentent (comme en 1972/73 et 1982/83), la glace de mer a de fortes anomalies positives dans la région étudiée; en particulier, de telles anomalies se sont présentées pour une grande partie d'une des deux années. Une analyse spectrale montre que les fluctuations glacielles dans la région de la baie de Baffin et de la mer du Labrador réagissent à la SO et à la température de l'air en surface à environ tous les 1,7, 5 et 10 ans. De plus, on a constaté un important changement du glaciel (c.‐à‐d. plus de polynies) aux environs de la période dite ≪saut climatique≫ au début des années 60. L'épaisseur de la glace de mer et la date de la fonte dans la baie d'Hudson sont aussi utilisées pour vérifier certains des résultats ci‐dessus.

Notes

Present affiliation: Physical and Chemical Sciences, DFO, Bedford Institute of Oceanography, P.O. Box 1006, Dartmouth, N.S. B2Y 4A2.