Zmiany temperatury Ziemi

Przyjrzyjmy się pomiarom temperatury wykonanym przez trzy wiodące ośrodki badania klimatu: NOAA National Climatic Data Center, NASA Goddard Institute for Space Studies oraz Hadley Centre for Climate Prediction and Research

Średnie roczne zmiany temperatury Ziemi

Średnie roczne temperatury powierzchni Ziemi,linie ciągłe reprezentują 11 letnie średnie z pomiarów.
Źródło: wikimedia

W ciągu ostatniego stulecia temperatura Ziemi wzrosła średnio o 0.7-0.8°C. Wykres zmian temperatury pokazuje, że szczególnie szybki wzrost jest obserwowany w ciągu ostatnich 20-tu lat.
Według Hadley Centre, najcieplejszym rokiem był 1998, według NASA (i NOAA) najcieplejszym rokiem był 2005, a 1998 i 2007 ex aequo zajęły drugie miejsce. Te rozbieżności mogą wynikać z faktu braku pokrycia przez sieć pomiarową HadCRUT3 regionów polarnych, w których temperatury rosną ostatnio najszybciej. Pisze o tym RealClimate ang.
Od momentu rozpoczęcia regularnych pomiarów w 1850 roku aż 12 spośród ostatnich 13 lat było najcieplejszymi w historii pomiarów.
Jest niezwykle mało prawdopodobne, aby to był przypadek...

A jak wyglądają zmiany temperatury w zależności od regionu? Mapa Ziemi z naniesionymi zmianami temperatur pozwala lepiej zrozumieć zachodzące zjawiska.

Zmiany temperatury powierzchni Ziemi

Zmiany temperatur w 2007 roku względem średniej 1951-1980 (NASA). Źródło: Earth Observatory

Fakty, które od razu rzucają się w oczy, to:

  • temperatura Ziemi rośnie;
  • wzrost temperatury nie jest wszędzie równomierny;
  • temperatura nad lądami zmieniła się znacząco, a nad oceanami nieznacznie;
  • największy wzrost temperatury obserwuje się w Arktyce i w Azji;
  • większy wzrost temperatury zanotowano na półkuli północnej.

Olbrzymia masa wody w oceanach charakteryzuje się wielką bezwładnością termiczną. Oceany mogą zmieniać swoją temperaturę, ale trwa to dziesiątki i setki lat. W przeciągu kilku lat temperatura oceanów pozostanie praktycznie niezmieniona. Co innego na lądzie, szczególnie z dala od zbiorników wodnych łagodzących zmiany temperatury. Nad lądem efekt cieplarniany może bez większych przeszkód wpływać na temperaturę powierzchni Ziemi. Najlepszym przykładem są tu centralne, odległe od oceanów, obszary Azji. W tych rejonach temperatura w przeciągu ostatnich 30-40 lat wzrosła nie o ułamek stopnia, lecz o 2-3°C, czyli znacznie bardziej, niż średnia. Ponieważ masa lądowa na półkuli północnej jest znacznie większa, niż na półkuli południowej, tam też wpływ gazów cieplarnianych objawia się najwyraźniej i tam ocieplenie jest wyraźniejsze.

Temperatura znacząco zmieniła się również w Arktyce, na dalekiej północy. Podniesienie się temperatury oznacza topnienie lodu i śniegu i jego mniejszą powierzchnię. Odsłonięta gleba pochłania więcej światła i wypromieniowuje je w podczerwieni, którą z kolei pochłaniają gazy cieplarniane. W wyniku tego temperatura rośnie jeszcze bardziej, topi się jeszcze więcej śniegu, ziemia rozgrzewa się jeszcze bardziej. Efekt narasta w dodatnim sprzężeniu zwrotnym powodując gwałtowny wzrost temperatury.

Czy w takim razie, skoro koncentracja gazów cieplarnianych stale rośnie, powinniśmy również oczekiwać stabilnego wzrostu temperatury z roku na rok? Nie, wzrost koncentracji gazów cieplarnianych powoduje stały, powolny wzrost temperatury, ale nakładają się na niego nie tylko lokalne wahania pogody, ale także i inne zjawiska jak zmiany aktywności słonecznej oraz zmiany prądów oceanicznych, wpływające na klimat w skali globalnej. Spójrzmy na pomiary temperatury z ostatnich lat.

Zmiany temperatury w ciągu ostatnich 25 lat

Zmiany temperatury w ciągu ostatnich 25 lat w oparciu o pomiary Hadley Centre of the UK Meteorological Office and the Climatic Research Unit of the University of East Anglia (HadCRUT3). Na wykres naniesiony został także cykl El Niño (czerwone linie poziome) - La Niña (niebieskie linie poziome) oraz wybuch wulkanu Pinatubo (czarna linia pozioma w okresie 1992-1994). Niebieską linią oznaczone są pomiary miesięczne, czarną średnie temperatury roczne, a czerwoną średnia pięcioletnia. Źródło: www.globalwarmingart.com

Zacznijmy od aktywności słonecznej. W latach 1980, 1990, 2000 odnotowywaliśmy jej maksima, w latach 1985, 1995 i 2005 minima (rys).

Wykres aktywności słonecznej

Wykres aktywności słonecznej. Źródło: www.globalwarmingart.com

Przyjrzyjmy się pięcioletniej średniej na wykresie temperatury (czerwonej linii na wykresie temperatury) - na stałym trendzie rosnącym widać korelację z aktywnością słoneczną - linia czerwona odchyla się w górę podczas wysokiej aktywności słonecznej i w dół podczas niskiej aktywności Słońca.

Przyjrzyjmy się teraz oscylacjom El Niño - La Niña. Widać, że podczas występowania zjawiska El Niño temperatura powierzchni Ziemi podnosi się, a podczas La Niña temperatura spada. Podczas zjawiska El Niño znaczne obszary Pacyfiku mają wyższą temperaturę powierzchni, podnosząc w ten sposób temperaturę atmosfery, a podczas zjawiska La Niña średnia temperatura Pacyfiku jest niższa, obniżając temperaturę atmosfery (rys).

Oscylacje El Niño – La Niña

Temperatura Pacyfiku w oscylacjach El Niño - La Niña. W górnej części z lewej strony rekordowo silne zjawisko El Niño w 1998 roku, z prawej La Niña z 1989 roku. W dolnej części pokazane jest odchylenie temperatury od średniej dla obu przypadków

Indeks ENSO

Rys. Indeks ENSO określający stan zjawiska El Niño/Southern Oscillation (ENSO)  na podstawie  ciśnień na poziomie morza, składowych wiatru, temperatury oceanu, temperatury powietrza i zachmurzenia. Im jest większy, tym bardziej dominuje zjawisko El Niño (kolor czerwony), im mniejszy, tym bardziej oscylacja jest zdominowana przez La Niña (kolor niebieski). Uwagę zwraca silne zjawisko El Niño w 1998 roku. Źródło: NOAA

Wyraźnie widać, że podczas dominowania zjawiska El Niño średnie roczne temperatury (linia czarna) układają się ponad średnią pięcioletnią, a podczas zjawiska La Niña pod tą średnią. Wyjątkiem jest okres obniżenia temperatury wywołany zapyleniem atmosfery po wybuchu wulkanu Pinatubo w czerwcu 1991 roku.
Podobnie do kilkuletnich oscylacji El Niño - La Niña na temperaturę planety mogą wpływać inne zmiany w prądach morskich, np. Dekadalna Oscylacja Pacyficzna (PDO - Pacific Decadal Oscillation ang) wpływająca na temperaturę Pacyfiku w cyklu 20-30 lat. Warto zwrócić uwagę na powiązanie dodatniej fazy PDO z mocniejszymi zjawiskami El Niño, a słabszej fazy PDO z przesunięciem się balansu ENSO w stronę zjawiska La Niña.

Indeks Dekadalnej Oscylacji Pacyficznej

Indeks Dekadalnej Oscylacji Pacyficznej, na czerwono oznaczona wysoka temperatura wód powierzchniowych, na niebiesko niska. Źródło: wikipedia

Indeks Dekadalnej Oscylacji Pacyficznej, na czerwono oznaczona wysoka temperatura wód powierzchniowych, na niebiesko niska. Według pomiarów z 2008 roku PDO prawdopodobnie wchodzi w zimną fazę, pomagając chwilowo zamaskować stały, lecz powolny wzrost temperatury wywołany wzrostem ilości gazów cieplarnianych w atmosferze.

Odchylenie od średniej temperatury powierzchni

Odchylenie od średniej temperatury powierzchni oceanu z kwietnia 2008. Uwagę zwraca obszar zimnej wody u zachodnich wybrzeży USA. Źródło: wikimedia

Wpływ na klimat mają też inne oscylacje prądów morskich, np. Atlantycka Oscylacja Wielodekadowa (Atlantic Multidecadal Oscillation - AMO ang).

Z pozoru wydaje się, że wzrost o 0,75°C w ciągu stulecia to niewiele... Kto z nas zauważa spadek lub wzrost temperatury o taką wartość? Bez pomocy precyzyjnego termometru nie zwrócimy na to uwagi, ani z dnia na dzień, ani nawet z minuty na minutę... A w ciągu stulecia? O czym my w ogóle mówimy..!?

Wzrost temperatury to pojęcie dość abstrakcyjne. Co się z nim wiąże, jakich zjawisk możemy oczekiwać wraz z nasilaniem się wpływu zwiększonej ilości gazów cieplarnianych na klimat Ziemi? Jakie są przewidywania naukowców na przyszłość klimatu? A przede wszystkim czym właściwie jest klimat? O tym przeczytasz w  klimat - co to jest, czym jest pogoda?

Wykonanie PONG, grafika GFX RedFrosch.



logowanie | nowe konto