ArtykulyZmiany klimatu

Gorąca noc w Arktyce

We wrześniu 2016 roku czapa polarna osiągnęła swój minimalny zasięg, który według pomiarów Narodowego Centrum Danych Lodu i Śniegu (NSIDC) wyniósł 4,38 mln km2. To drugi najmniejszy w historii pomiarów zasięg, o włos spychający na trzecie miejsce ten z 2007. Pomimo tego, że tegoroczne warunki pogodowe nie sprzyjały topnieniu, o czym pisaliśmy w niedawnym podsumowaniu

Rysunek 1. Pokrywa lodowa Arktyki w czasie wrześniowego minimum 2016 roku. Żółta linia oznacza średnią wieloletnią dla tego okresu. Zdjęcie dzięki uprzejmości NASA.

Gorąca jesień w Arktyce

Pokrywa lodowa na Oceanie Arktycznym wraz z rozpoczęciem sezonu zamarzania podczas nocy polarnej rozrastała się dość szybko. Nic nie wskazywało, że jesienią tego roku zajdą jeszcze jakieś dramatycznego wydarzenia.

Jednak w drugiej połowie września temperatury w Arktyce nie obniżały się w takim tempie, w jakim powinny to normalnie robić.

Większe niż kiedyś topnienie powoduje, że pozbawiona lodu powierzchnia oceanu, mocniej pochłania ciepło. Wiosną 2016 roku powierzchnia lodu była rekordowo niska, więc obszary wód arktycznych nagrzewały się. Z kolei późnym latem silne sztormy wywołały mieszanie wód, w wyniku czego dochodziło do wypływania na powierzchnię cieplejszych wód z większych głębokości.

Kiedy zapada noc polarna, powierzchnia oceanu zaczyna oddawać to ciepło do atmosfery. Ponieważ tego ciepłą jest coraz więcej, większe stają się też odchylenia temperatury powietrza nad oceanem. Mapa z rysunku 2 pokazuje, jak duże był w październiku tego roku anomalie temperaturowe w Arktyce.

Rysunek 2. Odchylenia temperatury w Arktyce w październiku 2016 względem średniej z lat 1981-2010. Karstenhaustein

Do gry weszły też inne czynniki powodujące wzrost temperatury

Ocean Arktyczny nie jest izolowanym zbiornikiem wodnym. Łączy się z Oceanem Atlantyckim, który dostarcza ciepło do Arktyki. Po drugiej stronie jest Pacyfik – a choć Cieśnina Beringa jest wąska, to płynie nią do Arktyki silny strumień ciepłej wody. Tymczasem wody Pacyfiku i Atlantyku szybko się nagrzewają – to właśnie oceany pochłaniają ponad 90% nadwyżki energii wywołanej nierównowagą radiacyjną będącą następstwem rosnących stężeń gazów cieplarnianych.

Znaczący wpływ na klimat ma tzw. Dekadalna Oscylacja Pacyficzna. Kiedy PDO jest w fazie chłodnej, oceany gromadzą ciepło, a mniej go oddają do atmosfery. Kiedy faza PDO jest dodatnia, oceany oddają ciepło do atmosfery. Ciepło wędruje na północ i dostaje się do Arktyki. W wyniku tego powstaje tendencja do ogrzewania się wód w pobliżu Arktyki, gdyż atmosfera jest cieplejsza niż wcześniej. Mapy DMI przedstawiają rozkład odchyleń temperatur w Arktyce w 2015 i 2016 roku dla końca października.

Rysunek 3. Odchylenia temperatur powierzchni wód w Arktyce na koniec października dla 2015 i 2016 roku. Duński Instytut Meteorologiczny. DMI

Różnice są kolosalne. Ciepły jest praktycznie każdy morski akwen w Arktyce od Zatoki Hudsona, przez Morze Karskie, po Morze Beringa.

Same temperatury powietrza w Arktyce w ostatnich tygodniach były niezwykle wysokie. Dzienne, lokalne anomalie sięgały, a nawet przekraczały wartość 20oC. W sumie możemy nawet mówić o „przekroczeniu skali”, która po prostu wymaga przeskalowania na mapach pokazywanych przez publikujące dane instytucje. Przykład widzimy na mapach ze strony Climate Reanalyzer.

Rysunek 4 Odchylenie temperatur na półkuli północnej w tym w Arktyce w stosunku do średniej 1979-2000 dla 5 listopada 2016 roku. Climate Reanalyzer, University of Maine

Wysokie wartości temperatur przeciągnęły się także na listopad i wciąż są obecne. Warto tu zwrócić uwagę na to, że takie wartości temperatur w Arktyce to także wynik działania określonych warunków pogodowych, głównie wiatru. Ważną rolę odgrywa w tym wypadku prąd strumieniowy, który z powodu rosnących temperatur meandruje i w ten sposób dostarcza ciepło do Arktyki. Kiedy Polacy zmagali się dość nieprzyjemnymi warunkami pogodowymi jesienią, do Arktyki docierały duże ilości ciepła, które zwiększały temperatury i jej odchylenia.

Mało lodu w Arktyce

Rezultatem tego co się działo w październiku są rozmiary czapy polarnej oraz ilość i grubość lodu. Należy tu wziąć pod uwagę to, że powierzchnia/zasięg lodu współgrają z temperaturami w Arktyce. Mamy tu do czynienia z samonapędzającymi się sprzężeniami zwrotnymi, na których problematykę zwraca uwagę wielu naukowców, badających zmiany w Arktyce. Jedno zdarzenie inicjuje, lub potęguje następne i tworzy się błędne koło reakcji.

Rysunek 5. Zasięg lodu morskiego Arktyki w 2016 w stosunku do 2012 roku, oraz średniej 1981-2010. NSIDC

Tempo zamarzania było w tym roku na tyle powolne, że według raportu NSIDC październikowy zasięg lodu był rekordowo niski. A stan ten przeciągnął się także na listopad.

Rysunek 6. Anomalie zasięg lodu morskiego Arktyki w latach 1979-2016 względem średniej 1981-2010. NSIDC

Wykres na rysunku 6 przedstawia, jak duże jest odchylenia dla października 2016. Średni zasięg lodu w październiku tego roku wyniósł jedynie 6,4 mln km2. Był aż o zapierające dech w piersiach 2,55 mln km2 mniejszy niż wieloletnia średnia dla tego miesiąca! Tak wielkie zmiany zaszły na przestrzeni zaledwie 20-30 lat.

Rysunek 7. Średni zasięg lodu morskiego w Arktyce dla października 2016. NSIDC

Powyższa mapa pokazuje, jak wiele obszarów morskich Arktyki w październiku tego roku było wolnych od lodu. Fioletowa linia na mapie reprezentuje średni październikowy zasięg lodu w okresie 1981-2010. Ogromne zmiany są widoczne po obu stronach Arktyki.

Rysunek 8. Porównanie zasięgu lodu morskiego na pod koniec października w 2016 roku względem 2012 roku. AMSR2, Uni Bremen

Zmiany w październiku, szczególnie pod koniec miesiąca, widoczne były nawet względem rekordowego 2012 roku. Zestawienie map ilustruje to, jak duży obszar zajmował lód pod koniec października w 2012 roku. Czapa polarna sięgała wtedy niemal Cieśniny Beringa, zamarznięty był też prawie cały obszar wód wzdłuż syberyjskiego wybrzeża. W 2016 lód dopiero zaczyna zajmować te obszary.

Nie tylko obszar, jaki zajmuje lód był w październiku niewielki, ale także jego grubość, a tym samym ilość lodu. Objętość lodu morskiego w ostatnich kilkunastu latach dramatycznie spadła. Prawie już nie ma miejsc, gdzie grubość czapy polarnej byłoby chociażby w normie.

Rysunek 9. Zestawienie grubości lodu morskiego Arktyki 29 października dla 2012, 2015 i 2016 roku. Naval Research Laboratory, HYCOM

Dane publikowane przez Laboratorium Marynarki Wojennej, przy pomocy modelowania HYCOM, ilustrują, jak niepokojąco przedstawia się obecna sytuacja w Arktyce. Obszar zajmowany przez gruby na ponad 2 metry lód skurczył się od 2015 roku dwukrotnie. Jest nawet mniejszy niż w 2012 – roku rekordowego topnienia. I w jednym i drugim przypadku szczególnie widać to na przykładzie grubego na 4-5 m lodu, który w tym roku zajmuje jedynie niewielki pas wzdłuż wybrzeży Grenlandii. W sumie można stwierdzić, że gruby, wieloletni lód praktyczne zniknął. A to, co pozostało, jest ułożone w taki sposób, że w przypadku powstania zjawiska określanego mianem dipola arktycznego, może bardzo szybko zniknąć. Dipol arktyczny, a dokładnie jego dodatnia faza, oznacza eksport lodu przez Cieśninę Frama. W ten sposób lód może zostać wyprowadzony na wody Atlantyku i tam się roztopić. Lepiej, żeby do tego nie doszło.

Rysunek 10. Zmiany objętości lodu morskiego Arktyki w latach 1979-2016 wyrażone w km3. PIOMAS

Od 1979 roku ilość lodu pod koniec sezonu topnienia skurczyła się o ponad dwie trzecie. Obserwowany trend spadkowy sugeruje, że jesienna pokrywa lodowa zniknie gdzieś w latach 30. XXI wieku. Nie jest to prognoza alarmistyczna w wykonaniu takich naukowców jak Peter Wadhams z Uniwersytetu Cambridge, który wielokrotnie podawał datę zaniku lodu morskiego. I nie uwzględniamy tu dopiero budzących się dodatnich sprzężeń zwrotnych takich jak np. uwolnienie miliardów ton metanu ze Wschodniego Syberyjskiego Szelfu Kontynentalnego.

Podsumowanie

Obecna sytuacja w Arktyce stanowi podwalinę dla kolejnego sezonu topnienia. Stan lodu morskiego Arktyki jest bardzo zły. Choć obarczone dużym stopniem niepewności prognozy CFS, budzą duże obawy o sytuację w Arktyce latem 2017 roku. Według prognoz w styczniu 2017 roku, lód jeśli pojawi na Morzu Beringa, będzie miał postać kry lodowej, pak lodowy prawdopodobnie nie sięgnie Cieśniny Beringa. Także na Morzu Karskim i Barentsa obszar zajmowany przez lód będzie niewielki. Tylko na Morzu Ochockim wykształci się sporej wielkości pak lodowy, tyle tylko, że jest akwen leżący poza Arktyką, z lodem, który sezonowy był nawet 50 lat temu. Jeśli te prognozy się sprawdzą i zasięg lodu zimą będzie o 2-3 mln km2 mniejszy od średniej wieloletniej, to przyszłoroczny sezon topnienia może ponieść za sobą rekordowe i spektakularne topnienie. Owszem, na razie to tylko prognozy, ale nie należy przechodzić wobec nich obojętnie. Trudno jest przewidzieć moment, kiedy lód zniknie na biegunie północnym, ale jest to kwestia już raczej kilku lat, a nie dekad, jak jeszcze niedawno sądzono.

Hubert Bułgajewski

Podobne wpisy

Więcej w Artykuly