Amerykańska Narodowa Służba Oceaniczna i Meteorologiczna (NOAA) 17
grudnia opublikowała doroczny raport na temat stanu czapy polarnej i
klimatu Arktyki. Naukowcy w raporcie stwierdzają, że temperatury w
Arktyce rosną ponad dwukrotnie szybciej niż średnia całej planety. Tak
zwane wzmocnienie arktyczne napędzane jest przez topnienie lodu w
Arktyce, co znacząco zmienia bilans energetyczny zarówno samej Arktyki,
jak i obszarów z nią sąsiadujących.
Co stwierdza Arctic Report Card 2014?
Rys. 1 Lodowiec Petermanna w lipcu 2014 roku. Zdjęcie Terra, NASA
Pokrywa lodowa Grenlandii
W 2014 roku topnienie, a szczególnie bilans utraty lądolodu nie był tak duży jak np. w 2012 roku. Stagnacja jest chwilowa, tak samo jak w przypadku topnienie arktycznego lodu. Gdyby cały lądolód Grenlandii się stopił, do czego może kiedyś dojść, to poziom morza na Ziemi wzrósłby o 7,4 m.
Topnienie powierzchniowe
Choć topnienie lądolodu według pomiarów satelitarnych było powyżej średniej 1981-2010, to nie miało takiej skali jak w ostatnich rekordowych latach. Proces topnienia trwał praktycznie przez całe lato, w sumie przez 90% dni. Skala topnienia była średnio nieznacznie o 4,3% większa niż w 2013 roku i o 12,8% mniejsza niż w 2012 roku. Maksimum topnienia miało miejsce 17 czerwca i wyniosło 39,3%. Znaczne obszary powierzchni lądolodu topiły się także w lipcu. Duże skoki miały miejsce 9 i 26 lipca. Skok w topnieniu nastąpił także w sierpniu, dokładnie 21 sierpnia, kiedy roztopom podlegało 29,3% powierzchni lądolodu.
Rys. 2 Topnienie na Grenlandii w 2014 roku. Mapa obok (kliknij, aby powiększyć) pokazuje całkowitą liczbę dni w 2014 roku (dokładnie od 1 stycznia do 1 października), i miejsca gdzie miało miejsce topnienie. Zestawienie dwóch map pokazuje odchylenia ilość dni, kiedy miało miejsce topnienie na tle średniej 1981-2010 – dla czerwca po lewej i lipca po prawej.
Rys. 3 Zasięg topnienia powierzchni lądolodu na Grenlandii dla 2012, 2013 i 2014 roku, czarna linia oznacza średnią 1981-2010.
Z wyżej przedstawionych map wynika, że szczególnie intensywne roztopy miały miejsce w północno-zachodniej części wyspy. W 2013 roku topnienie było bardziej zrównoważone, a sporo dni roztopowych było na wschodnim wybrzeżu Grenlandii.
Straty w pokrywie śnieżnej na Grenlandii nie były tak duże jak w 2011/12. Bilans utraty ilości śniegu na powierzchni lądolodu (różnica w akumulacji śniegu w trakcie zimy, a jego utraty latem) w 2014 roku był nieco poniżej średniej (wykres poniżej) z okresu 1990-2010. Równowagową wysokość linii, czyli wysokość na której śnieg w 2014 roku przetrwał, szacuje się na 1730 m.n.p.m. Średnia dla okresu 1990-2010 to 1545 m.n.p.m.
Rys. 4 Wykres przedstawiający bilans strat dla pokrywy śnieżnej w poszczególnych sezonach mierzony na stacjach znajdujących się na różnych wysokościach od 400 do 1600 m.n.p.m. Czarna linia oznacza średnią.
Topnienie czapy lodowej Grenlandii
Przy pomocy satelitów Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) istnieje możliwość monitorowania tempa utraty grenlandzkiego lądolodu. Poniższy wykres pokazuje, że ostatnio doszło do stagnacji utraty masy czapy lodowej Grenlandii. O ile od czerwca 2012 do czerwca 2013 roku zanotowano rekordową utratę masy lodu – 474 Gt, to od czerwca 2013 do czerwca 2014 ubyło jedynie 6 Gt lodu. Średnie tempo rocznej utraty lodu w latach 2003-2013 wyniosło 294 Gt. Pomimo spowolnienia tempa utraty lodu, nie ma podstaw by mówić, że proces ten się skończył.
Rys. 5 Utrata masy przez lądolód Grenlandii wyrażona w Gt (mld ton), mierzona przez satelitę GRACE od kwietnia 2002 roku. Pomarańczowe gwiazdki oznaczają pomiar dla miesiąca czerwca.
Od początku tego wieku lądolód utracił bezpowrotnie 3000 Gt lodu. Proces ten po 2009 roku się nasilił, szczególnie w 2012 r. Ostatnio doszło do stagnacji, lecz wzrost ilości masy lodu nie został zanotowany od 2003 roku. Podobnie jak w przypadku topnienia lodu morskiego, tak i tu należy mówić o chwilowej przerwie, po której ponownie nastąpi przyspieszenie topnienia. Proces ten będzie przebiegać coraz szybciej wraz ze wzrostem temperatur.
Albedo powierzchni lodu
Albedo to współczynnik odbicia – stosunek ilości promieniowania odbitego do padającego. To właśnie albedo decyduje o tym, jaki procent padającej energii ze Słońca pochłania powierzchnia planety. W ostatnich latach albedo powierzchni lodu na Grenlandii zmniejsza się, co sprawia, że ląd pochłania więcej promieni słonecznych.
Rys. 6 Odchylenia albedo powierzchni lądolodu grenlandzkiego w czerwcu, lipcu i sierpniu w stosunku do średniej tych miesięcy 2000-2011.
Podobnie jak w przypadku masy lodu, tak i w przypadku albedo badania są prowadzone od niedawna, co może wybudzać wątpliwości sceptyków klimatycznych. Stąd też nieco inny okres odniesienia. Wiedza z dziedziny klimatu i badań paleoklimatycznych pozwala nam śmiało powiedzieć, że gdyby wziąć okres odniesienia, np. z lat 90-tych XX wieku, to odcienie na mapie byłyby nawet bardziej niebieskie i fioletowe. Zmiana albedo ma ważny wpływ na tempo utraty lodu (choć nie najważniejszy). Bardzo istotnym czynnikiem jest przecież sama pogoda i temperatury. To one sprawiają, że zachodzą takie, a nie inne zmiany. A jak pokazują pomiary, mamy do czynienia ze wzrostem temperatur i wzrostem nasilenia różnych ekstremów pogodowych.
Pogoda
Lato na Grenlandii było cieplejsze niż jeszcze kilkanaście lat temu. Latem 2014 roku na Grenlandii rekordowo ciepło była w Kangerlussuaq, na zachodnim wybrzeżu wyspy. Było tam 2,3oC cieplej od średniej 1981-2010. Ogóle lato na Grenlandii nie było tak ciepłe jak np. w 2012 roku, choć wyżowa, a tym samym słoneczna pogoda była dość powszechnym zjawiskiem.
Zimowe odchylenia temperatur były znacznie większe niż letnie. W styczniu temperatury na Grenlandii były o 7,5oC wyższe od średniej 1981-2010. W Upernavik na zachodnim wybrzeżu wyspy styczeń był siódmym najcieplejszym w historii pomiarów (pomiary zaczęto tam prowadzić w 1873 roku). Było tam o 8,7oC cieplej od średniej z lat 1981-2010.
Pokrywa śnieżna
Rys. 7 Wybrzeże rosyjskiej Arktyki 23 maja 2014 roku, na zdjęciu widoczna potężna szczelina w lodzie, która zapoczątkowała szybkie topnienie lodu na Morzu Łaptiewów. Zdjęcie NASA
Śnieg pokrywający obszary subarktyczne odgrywa znaczącą rolę w bilansie energetycznym, podobnie zresztą jak sam lód na Oceanie Arktycznym. Śnieg odbija promienie słoneczne, przez co obszar z pokrywą śnieżną nie nagrzewa się. Globalne ocieplenie przyczynia się do szybszych wiosennych roztopów. To przekłada na się na wcześniejszy transport ciepła nad Ocean Arktyczny.
Rys. 8 Odchylenia zasięgu pokrywy śnieżnej od średniej 1981-2010 dla kwietnia, maja i czerwca. Czarna linia pokazuje 5-letnie zmiany dla Ameryki Północnej, czerwona dla Eurazji na przestrzeni lat 1967-2014.
W kwietniu 2014 padł nowy rekord minimum powierzchni pokrywy śnieżnej dla Eurazji. Do tego stanu rzeczy przyczyniły się rzecz jasna wysokie temperatury, jakie panowały wiosną na Syberii oraz niska akumulacja śniegu w Europie i w zachodniej Rosji. M.in. także u nas w Polsce, gdzie zima była ciepła, ze słabymi opadami śniegu oraz niewielką ilością dni ze śniegiem. Z kolei inaczej wyglądała sytuacja w Ameryce Północnej, gdzie po śnieżnej zimie tempo roztopów było powolne. Z wykresów możemy się też dowiedzieć, że proces topnienia śniegu przebiegał intensywnie w maju i w czerwcu. W tych miesiącach anomalie są największe.
Rys. 9 Czas występowania pokrywy śnieżnej w dniach, w odniesieniu do okresu 1998-2010 (kliknij, aby powiększyć). Pe lewej – jesień 2013, po prawej – wiosna 2014.
Rys. 10 Odchylenie głębokości pokrywy śnieżnej w procentach względem średniej 1999-2010, dla a) marca, b) kwietnia, c) maja, d) czerwca 2014.
Istnieje związek między ociepleniem klimatu, topnieniem śniegu i roztopami czapy polarnej w Arktyce. Pokazuje to poniższy wykres.
Rys. 11 Zmiany zasięgu pokrywy śnieżnej w czerwcu (czerwona linia) w zestawieniu z zasięgiem arktycznego lodu morskiego we wrześniu (niebieska linia).
Letni zasięg pokrywy śnieżnej spada, co jest jednym ze wskaźników ocieplania się klimatu. Tymczasem zimowa pokrywa śnieżna nie musi bić rekordów. W ciągu ostatnich dziesięcioleci zasięg zimowej pokrywy śnieżnej się nie zmienił, a miejscami nawet notuje się dodatnie rekordy, które na pierwszy rzut oka się przeciwne teorii globalnego ocieplenia (choć tylko pozornie, bo wyższa temperatura przekłada się na większe parowanie, większą wilgotność powietrza i więcej opadów – które przy wciąż ujemnej temperaturze spadają jako śnieg). Więcej wilgoci oznacza więcej śniegu, i pod względem jego występowania i pod względem jego ilości. Tak jak miało to miejsce ostatnio w USA.
Temperatura Oceanu Arktycznego
Wody Oceanu Arktycznego są ważnym wskaźnikiem klimatu na Ziemi. Im wcześniej się stopi lód, tym mocniej nagrzeje się powierzchnia wody, która normalnie ma temperaturę 0 do -1,5oC. Brak lodu może oznaczać wzrost temperatury powierzchni morza nawet do 8-10oC (na obecnym etapie ocieplania się klimatu, później znacznie bardziej).
Rys. 12 Średnia temperatura powierzchni Oceanu Arktycznego w sierpniu 2014 roku. Po prawej średnie temperatury w latach 1982-2010 Biały kolor oznacza pokrywę lodową. Dane NOAA/OAR/ESRL
W sierpniu 2014 roku najbardziej nagrzały się wody Morza Beringa, Cieśniny Beringa i Morza Czukockiego. Ponieważ lód na Morzu Beringa i w cieśninie o tej samej nazwie roztopił się bardzo szybko, to powierzchnia tych wód silnie się nagrzała, do 8oC i więcej. Mocno nagrzały się także wody Morza Czukockiego, a nawet tak odległe od kola polarnego obszary jak północna część Morza Łaptiewów. Tam też lód w 2014 roku roztapiał się bardzo wcześnie. Jedynie wody Morza Barentsa pozostały chłodne.
Rys. 13 Anomalie termiczne powierzchni wód Oceanu Arktycznego dla 2007, 2012, 2013 i 2014 roku w odniesieniu do średniej 1982-2010. Kliknij, aby powiększyć.
Odchylenia temperatur od średniej 1982-2010 są wysokie, dotyczy to trzech wyżej wymienionych mórz i Cieśniny Beringa.Co ciekawe, spoglądając na odchylenia temperatur wód w rekordowym 2012 roku, to anomalie w 2014 roku nie odbiegają dalece od tych z 2012 roku.
Rys. 14 Odchylenia temperatur powierzchni poszczególnych mórz Oceanu Arktycznego na przestrzeni ostatnich lat dla miesiąca sierpnia.
Podsumowanie
Od lat 80-tych XX wieku prowadzone są regularne obserwacje zachodzących w Arktyce zmian. Wyniki tych obserwacji są potwierdzeniem ocieplającego się klimatu. Ostatnie kilkanaście miesięcy pokazuje, że trend prowadzący do rozpadu czapy polarnej i gwałtownej zmiany klimatu jest usiany fluktuacjami i nie każdy sezon topnienia lodu oznacza spadek coraz bliżej zera. Tak samo jest z lodem na Grenlandii, śniegiem na Syberii czy temperaturami w Arktyce i na całej planecie. Ostatnie miesiące to tylko krótki okres, po którym ponownie padną kolejne rekordy. Wraz z nimi antropogeniczne zaburzenie klimatu może zaprowadzić nas w bardzo nieprzyjemne miejsce. Katastrofy powodowane globalnym ociepleniem i topnieniem lodu w Arktyce już teraz są dość nieprzyjemne i kosztowne, co pokazują ostatnie lata.
Źródło: Arctic Report Card NOAA 2014
Hubert Bułgajewski, Arktyczny Lód – Arctic Report Card NOAA 2014
