Temperatury powietrza
Temperatury w Arktyce rosną, w ostatnim roku były one rekordowo wysokie – w okresie od października 2015 do września 2016 roku średnia temperatura była aż o 2°C wyższa od średniej z lat 1981-2010.Od początku XX wieku sumaryczny wzrost wyniósł aż 3,5°C.
Rysunek 1. Średnia temperatura powierzchnia w Arktyce w zestawieniu z wartościami globalnymi w okresie 1900-2016 w stosunku do średniej 1981-2010. Dane CRUTEM4
Sezonowe temperatury w Arktyce
Poza krótkim okresem w lecie przez cały czas w Arktyce dominowały wysokie dodatnie anomalie temperatury. Zima 2015/16 była w Arktyce rekordowo ciepła.
Przedstawione na rys. 2 sezonowe wartości anomalii temperatur podzielone zostały na pory roku: jesień 2015 (październik-grudzień), zimę 2015 (styczeń-marzec), wiosnę (kwiecień-czerwiec i lato (lipiec-wrzesień).
Rysunek 2. Sezonowe anomalie temperatury w Arktyce: a) jesień, b) zima, c) wiosna, d) lato. NOAA/ESRL Kliknij, aby powiększyć.
Jesienią, kiedy lód zwiększa swojej rozmiary, ocean oddaje ciepło do atmosfery, wiec rosną odchylenia temperatur. Najwyższe anomalie zostały zanotowane w rejonie Svalbardu, od 4 do 6oC. Zimą anomalie temperatury były najwyższe –pomiary pokazują, że w okresie styczeń-marzec padły rekordy temperatur. W rejonie Svalbardu było aż o 8 do 11oC cieplej od średniej. Wiosną anomalie spadły, ale wciąż występowały na całym obszarze Arktyki. Warto zwrócić uwagę, że okres ten obejmuje także czerwiec. Najwyższe wartości występowały nad lądami, a częściowo nad akwenami, głównie Morzem Karskim i Cieśniną Beringa, co spowodowało szybkie wycofywanie się lodu. Z reguły latem anomalie są najmniejsze, gdyż temperatura wód Oceanu Arktycznego, na którym pływa topniejący lód, kształtuje się na poziomie 0oC.
Temperatura Oceanu Arktycznego
Temperatury powierzchni arktycznych akwenów w sierpniu 2016 były lokalnie o 5oC wyższe od średniej z lat 1981-2010. Było to związane nie tylko z lokalnym nagrzewaniem się wód, ale też napływem ciepłych wód z Oceanu Spokojnego i Atlantyckiego.
Warto zauważyć, że Morze Czukockie oraz wschodnia część Morza Baffina wykazują znaczący trend ocieplenia, na poziomie aż 0,5oC na dekadę.
Rysunek 3. Temperatury wód arktycznych. a) Średnia temperatura powierzchni morza w sierpniu 2016 roku. Biały kolor oznacza pokrywę lodową Oceanu Arktycznego. b) Anomalie temperatur powierzchni wód w sierpniu 2016 w stosunku do okresu 1982-2010 dla sierpnia. Czarna linia pokazuje średni zasięg lodu pływającego w sierpniu w latach 1982-2010. c) Anomalie temperatur w stosunku do wartości z sierpnia 2012 roku. Niebieska linia pokazuje średni zasięg lodu pływającego w sierpniu 2012 roku. Kliknij, aby powiększyć.
W sierpniu 2016 roku obszary wolne od lodu miały temperaturę sięgającą 6oC, a miejscami, jak w Morzu Czukockim czy części Morza Baffina nawet 8oC.
Rysunek 4. Odchylenia temperatury powierzchni mórz w latach 1982-2016 względem średniej z okresu 1982-2010.
Temperatury wód w Arktyce rosną. Choć tempo nie jest dla każdego akwenu takie samo i nie w każdym roku notuje się rekordowe odchylenie dodatnie, to wieloletnie pomiary wykazują trend ocieplania się wód Oceanu Arktycznego.
Czapa polarna Arktyki
Mierzony przy pomocy satelitów obszar lodu w Arktyce jest znacząco mniejszy, niż miało to miejsce jeszcze kilkanaście lat temu. Widoczne jest to szczególnie latem, kiedy trwa wzmożone topnienie.
Rysunek 5. Lewa mapa – średni zasięg lodu morskiego w marcu 2016. Prawa mapa – średni zasięg we wrześniu 2016. Fioletowa linia oznacza średni zasięg lodu w okresie 1981-2010. Dane NSIDC Kliknij, aby powiększyć.
Zważywszy na to, co działo się zimą na przełomie 2015/16 i wiosną 2016 roku, chłodne lato, szczególnie czerwiec, uratowało Arktykę przed kolejnym rekordowym topnieniem.
Zasięg arktycznego lodu morskiego 10 września 2016 roku, czyli w czasie wrześniowego minimum wyniósł 4,14 mln km2, czyli o 1/3 mniej od średniej z lat 1981-2010. Był to też drugi najmniejszy zasięg w historii pomiarów.
Całoroczny zasięg lodu w 2016 roku był o 1,81 mln km2 mniejszy (o 29%) od średniej wieloletniej. Marcowe maksimum zasięgu lodu miało miejsce 24 marca na poziomie 14,52 mln km2, czyli 7% poniżej średniej z lat 1981-2010.
Rysunek 6. Trend spadkowy zasięgu lodu morskiego w Arktyce w latach 1979-2016. Czarna linia oznacza marzec, czerwona wrzesień.
Trend spadku zasięgu lodu morskiego widoczny jest we wszystkich miesiącach, łącznie z wrześniowym minimum i marcowym maksimum. Tempo spadku zasięgu lodu dla wrześniowego minimum wynosi 13,3% na dekadę. W przypadku marcowego maksimum spadek ten wynosi 2,7%.
Wiek lodu
Od kilkunastu lat, udział wieloletniego lodu w powierzchni czapy polarnej spada.
Rysunek 7. Zmiany obszaru zajmowanego przez lód wieloletni i jednoroczny od 1985 roku do dziś. Powyżej mapy przedstawiające rozmieszczenie lodu wieloletniego i jednorocznego w marcu 1985 i 2016 roku. Kliknij, aby powiększyć.
30 lat temu stary lód, mający 4 i więcej lat zajmował w marcu blisko 20% powierzchni czapy polarnej. Teraz wartość ta skurczyła się do zaledwie 1,2% powierzchni.
Wieloletni lód, mający 2 i więcej lat, w marcu 2016 roku zajmował 22% powierzchni, a lód sezonowy 77%.
Grubość lodu morskiego
Grubość lodu to kolejna zmienna pokazująca pogarszający się stan arktycznej czapy polarnej.
Rysunek 8. Grubość arktycznego lodu morskiego. a) grubość lodu w kwietniu 2016 roku. b) anomalia grubości lodu w kwietniu 2016 roku w stosunku do średniej wartości z lat 2011-2015. Dane ESA, Cryosat-2. Kliknij, aby powiększyć.
Rok 2015 był pierwszym po okresie 2013-2014, kiedy nastąpił spadek powierzchni i grubości lodu. Dane przedstawione dla kwietnia 2016 są więc odzwierciedleniem tego, co się działo latem 2015 roku, przed sezonem topnienia 2016. W kwietniu bowiem sezon topnienia rusza na dobre.
Duże, negatywne zmiany zaszły na Morzu Beauforta i części Basenu Arktycznego. Tam znajduje się lód, który zazwyczaj ma większe szanse na przetrwanie niż lód rosyjski, który jest podatny na działanie Golfsztromu.
Lądolód Grenlandii
Skala topnienia na Grenlandii była duża, choć rok 2016 nie był rekordowy.
Rysunek 9. Zasięg topnienia lądolodu Grenlandii w 2106 roku w zestawieniu z rekordowym 2012 rokiem, oraz średnią z 1981-2010. Mapa pokazuje odchylenia ilości dni, kiedy miało miejsce topnienie. Kliknij, aby powiększyć.
W 2016 roku sezon topnienia rozpoczął się najwcześniej od 2012 roku w 37-letniej historii pomiarów. Czas trwania topnienia lądolodu był o 30-40 dni dłuższy niż zwykle w północno-zachodniej części wyspy i o 15-20 dni dłuższy w regionie zachodniego wybrzeża. Maksymalny obszar topnienia miał miejsce w drugiej połowie lipca i przekroczył 40% powierzchni całkowitej lądolodu.
Bilans zmian masy lodowca w latach 2015/16 wzdłuż linii przecięcia „K” – wyznaczonej w południowo-zachodniej części wyspy – charakteryzowała się dużą szybkością ablacji na dużych wysokościach. Była ona drugą największą w okresie trwających od 1990 roku pomiarów.
Rysunek 10. Zmiany powierzchniowego bilansu lądolodu. a) Łączny bilans masy lodowca na jego powierzchni w latach 1990-2016. b) Powierzchniowy bilans masy jako funkcja wysokości wzdłuż linii przecięcia 'K’ dla ostatnich siedmiu lat. Wysokość równowagi jest zdefiniowana jako wysokość, na której bilans masy śniegu jest zerowy (czyli masa się nie zmienia). Kliknij, aby powiększyć.
Im wyżej znajduje się krzywa na prawym wykresie, tym mniejsza jest utrata ilości grenlandzkiego lądolodu. Przykładowo w 2014 roku skala topnienia była niewielka.
Prowadzone przez satelity GRACE pomiary pokazują trwający ubytek masy lądolodu Grenlandii.
Rysunek 11. Zmiany masy grenlandzkiego lądolodu w gigatonach od kwietnia 2002 do kwietnia 2016 roku.
W okresie kwiecień 2015 – kwiecień 2016 Grenlandia straciła 191 Gt lodu. Rekordowa utrata lodu miała miejsce w sezonie 2012/13 i wyniosła 562 Gt.Od początku pomiarów w 2002 roku Grenlandia straciła już ponad 3000 Gt lodu.
Od albedo powierzchni, a więc to ile promieniowania zostało pochłoniętego, ale ile odbitego, zależy tempo topnienia lodowców i pokrywy śnieżnej. Im niższe albedo, tym więcej promieni zostaje pochłoniętych, a mniej odbitych.
Rysunek 12. Zmiany albedo powierzchni w latach 200-2016. a) w okresie letnim (czerwiec-sierpień). b) w lipcu. c) Mapa anomalii albedo względem okresu odniesienia 2000-2009. Kliknij, aby powiększyć.
Latem 2016 roku średnia wartość albedo wynosiła 71,1%, była więc około 4% niższa niż w latach 2000-2001. Wartość albedo w 2016 roku była piątą najmniejszą w historii pomiarów prowadzony od 2000 roku.
Powierzchnia lądolodu się kurczy, widoczne jest to oczywiście na wybrzeżu.
Rysunek 13. Całkowita zmiana powierzchni grenlandzkiego lądolodu wyrażona w km2 w latach 1999-2015.
Licząc od roku 1999 średnie tempo spadku powierzchni lądolodu wyniosło 127 km2 rocznie. W 2016 roku powierzchnią lodowców skurczyła się o 60,6 km2, czyli połowę tego, co w ostatnich kilkunastu latach w skali średniorocznej.
Pokrywa śnieżna
Pokrywa śnieżna na półkuli północnej w okresie wiosennym coraz szybciej topnieje, szczególnie zjawisko to widoczne jest od 2005 roku. Same dane zbierane są od 1967 roku. W 2016 roku, w kwietniu i maju miało miejsce rekordowo szybkie topnienie śniegu w Ameryce Północnej.
Rysunek 14. Odchylenia powierzchni pokrywy śnieżnej dla kwietnia, maja i czerwca w latach 1967-2016. Czarny kolor przedstawia dane dla Ameryki Północnej a czerwony dla Eurazji. Krzywe pokazują 5-letnią średnią, zaś kółka średnie miesięczne. Kliknij, aby powiększyć.
Zasięg pokrywy śnieżnej w Ameryce Północnej w maju po raz pierwszy w historii pomiarów satelitarnych spadł poniżej 4 mln km2. W czerwcu powierzchnia pokrywy śnieżnej była trzecią najmniejszą w historii zarówno w Ameryce Północnej, jak w Eurazji. Uśredniona wartość wyniosła 5,58 mln km2. Rekord na poziomie 4,92 mln km2 miał miejsce w roku 2012. W lipcu z kolei pokrywa śnieżna była szóstą najmniejszą w historii pomiarów i wyniosła 2,55 mln km2. W lipcu pozostaje śnieg na Grenlandii i niektórych częściach Archipelagu Arktycznego. Wszystkie pięć rekordowych lat miało miejsce w ostatniej dekadzie.
Rysunek 15. Czas występowania pokrywy śnieżnej w dniach, w odniesieniu do okresu 1998-2010 (kliknij, aby powiększyć). Pe lewej – jesień 2015, po prawej – wiosna 2016. Kliknij, aby powiększyć.
O ile jesienią, a potem zimą, w związku ze wzrostem ilości wilgoci w atmosferze (pary wodnej) śnieg może obejmować większe obszary i leżeć dłużej, to wiosną, szczególnie pod jej koniec wygląda to inaczej. Żółte odcienie na mapie pokazują, że śnieg leżał krócej niż zwykle. Szybko znikała pokrywa śnieżna w zachodniej części Kanady, na Alasce i we wschodniej części Europy. W Polsce zima wyglądała dość blado, i bardzo szybko się skończyła. Z kolei w Kanadzie wybuchły potężne pożary lasów.
Wzrost globalnych temperatur powoduje przyspieszanie wiosennego topnienia śniegu. Poniższe wykresy przedstawiają wieloletni trend redukcji pokrywy śnieżnej.
Rysunek 16. Zmiany zasięgu pokrywy śnieżnej w maju i czerwcu (czerwone linie) w zestawieniu z zasięgiem arktycznego lodu morskiego we wrześniu (niebieska linia) w 2016 roku. Prawy wykres pokazuje zmiany masy pokrywy śnieżnej w gigatonach, w latach 1980-2016. Kliknij, aby powiększyć.
Największe zmiany trendu spadku pokrywy śnieżnej są widoczne późną wiosną. Na podstawie danych NOAA wiemy, że w maju zasięg występowania śniegu kurczy się w tempie 5% na dekadę. Tak więc dziś majowa pokrywa śnieżna na półkuli północnej zajmuje około 17% mniejszą powierzchnię niż na początku lat 80. XX wieku. Dla czerwca spadek ten jest jeszcze większy i wynosi 17,8% na dekadę.
Hubert Bułgajewski na podstawie NOAA Arctic Report Card 2016
