Zawartość cieplna oceanów (OHC)

Od lat 60 XX wieku przybywa coraz więcej energii cieplnej w oceanach, które od tamtej pory zaczęły się dość szybko i gwałtownie nagrzewać. Choć, mimo wszystko te największe zbiorniki wodne na Ziemi i tak nieco wolniej nagrzewają się niż atmosfera naszej planety.
W pracy z 2012 roku „World ocean heat content and thermosteric sea level change (0–2000 m), 1955–2010” [„Światowa zawartość ciepła w oceanach i termosteryczna zmiana poziomu morza (0–2000 m), 1955–2010”], przedstawionej przez Sydneya Levitusa i jego zespół naukowy czytamy, że, gdyby całe ciepło z oceanów, nagrzane w latach 1955-2010, trafiło do atmosfery na wysokość 10 kilometrów, ta nagrzałaby się ona w szybkim tempie do 36 stopni Celsjusza względem okresu przedprzemysłowego.

Continue reading “Zawartość cieplna oceanów (OHC)”

Projekt FACE

Poczynając od 2012 roku, został przeprowadzony wielki projekt naukowy FACE (Free-Air Carbon Dioxide Enrichment – wzbogacanie na świeżym powietrzu w dwutlenek węgla), badania polegającego na obliczaniu przepływu strumieni węgla w roślinności oraz w glebach. Takie eksperymenty przeprowadzone zostały głównie w Australii (koło Sydney), Europie (koło Birmingham w Anglii), Ameryce Południowej (koło Manaus w brazylijskiej Amazonii) oraz Środkowej (na wyspie Barro Colorado w strefie Kanału Panamskiego).

Continue reading “Projekt FACE”

Obszary pod wpływem nasilenia się susz i obszary pod wpływem nasilenia się opadów atmosferycznych i powodzi

Wszystkie symulacje komputerowe wskazują, że obszarów suchych i mokrych w świecie cieplejszym o 2 stopnie Celsjusza w stosunku do okresu przedprzemysłowego, czy nawet o 3 lub 4 stopnie Celsjusza, będzie coraz więcej przybywać. Obszary wilgotne będą jeszcze bardziej wilgotniejsze, a obszary suche będą jeszcze bardziej suche.
Samodzielna praca „Climate change impact on flood and extreme precipitation increases with water availability” [„Wpływ zmiany klimatu na powodzie i ekstremalne opady wzrasta wraz z dostępnością wody”], napisana 13 sierpnia 2020 roku przez Hosseina Tabariego z Wydziału Inżynierii Lądowej na Katolickim Uniwersytecie w Leuven, w Belgii, koncentruje się na analizie obszarów wilgotnych, półwilgotnych i półsuchych i ich prognozach modelowanych w przyszłości.
Naukowiec wyciągnął wniosek, że skoro stężenie pary wodnej w atmosferze, dostarczające wodę do opadów, wzrasta zgodnie z zależnością termodynamiczną Clausiusa-Clapeyrona, proporcjonalnie o 6-7 % na stopień wzrostu temperatury globalnej, to oczekuje się, że cykl hydrologiczny nasili się wraz z globalnym ociepleniem, co prawdopodobnie jeszcze bardziej zwiększy intensywność ekstremalnych opadów i ryzyko powodzi.
Habari na podstawie wziętych z zestawu CMIP5, 24 globalnych modeli klimatycznych (GCM – Global Climate Model), porównał historyczne dane opadów atmosferycznych z okresu 1971-2000 z okresem ekstrapolowanym w przyszłość, mianowice 2070-2099 na podstawie scenariusza RCP 8.5 ustalonego jeszcze w V Raporcie Oceny IPCC w latach 2013-14. Z kolei, przy analizie zmian powodziowych użył 5 modeli z wielomodelowego zestawu IM (Impact Model) oraz 4 modeli z projektu ISIMIP (Inter-Sectoral Impact Model Intercomparison Project – Projekt porównawczych międzysektorowych wpływowych modeli).
Obszary wysychające
W oparciu o medianę zbiorową GCM CMIP5, regiony, które są ograniczone dostępem do wody, znajdują się głównie w Afryce Północnej i na Bliskim Wschodzie (MENA – Middle East and North Africa) oraz w Australii, podczas gdy, regiony obfitujące w zasoby wody znajdują się na średnich szerokościach geograficznych i w tropikach (ryc. 1 a ). Około 72% gruntów znajdujących się w tych rejonach prawdopodobnie ulegnie wysuszeniu w przyszłości, aż o > 30%).
—-
—-
Rys.1. Wskaźnik suchości i jego przewidywane przyszłe zmiany. ( a , b ) Rozkład przestrzenny zbioru mediany wskaźnika suchości i pięciu reżimów klimatycznych opartych na wskaźniku suchości klimatów ( a ) historycznych (1971–2000) i ( b ) przyszłych (2070–2099). ( c ) Prognozowana zmiana pokrycia obszaru każdego systemu klimatycznego w latach 2070-2099 w stosunku do lat 1971-2000 (kropki w kolorze łososiowym, modele indywidualne); Mediana danego zestawu jest oznaczona czarnym krzyżykiem i liczbą u góry. ( d ) Średnie przewidywane pokrycie powierzchni przez zestaw dla każdego z pięciu reżimów klimatycznych w procentach całkowitej powierzchni lądowej w latach 2070–2099. Mapy zostały wygenerowane przy użyciu zestawu narzędzi mapowania MATLAB 65 (URLhttps://www.mathworks.com/products/mapping.html ).
—-
Obszary narażone na ekstremalne opady atmosferyczne
Według obliczeń Tabariego, ekstremalne opady zwiększają się równomiernie we wszystkich reżimach klimatycznych (rys. 2 ). Dokładnie, rozkład procentowy powierzchni wykazuje wzrost intensywności opadów i wygląda następująco:
a) regiony wilgotne – 99,9%
b) regiony półwilgotne – 99,8%
c) regiony półsuche – 99,3%
d) regiony suche – 98,7%
(Rys. 2 ).
Duża niepewność jest względem burz i ulew konwekcyjnych, gdyż nie mogą być dobrze obliczone w modelach o globalnym zasięgu, takie wartości jak GCM i dostrojenie głębokich konwekcji tropikalnych czy konwekcji na średnich szerokościach jest mocno utrudnione.
—-
—-
Rys.2. Zmiany (%) intensywności ekstremalnych opadów w ciągu 1 do 30 lat na stopień globalnego ocieplenia w latach 2070–2099 w ramach scenariusza emisji RCP8.5, w porównaniu z 1971–2000. ( a – d ) Przestrzenny rozkład grupowych zmian mediany w regionach ( a ) wilgotnych, ( b ) półwilgotnych, ( c ) półsuchych i ( d ) suchych. ( e) Zmiany w zależności od systemu klimatycznego na podstawie poszczególnych modeli (kropki łososiowe). Dla każdego zestawu medianę zaznaczono czarnym krzyżykiem. Liczby na górze zestawów (górny rząd) wskazują medianę w każym z tych zestawów, a te zaznaczone pogrubioną czcionką i kursywą oznaczają znaczące zmiany odpowiednio na poziomie ufności 95% i 90%. Liczby w nawiasach oznaczają odsetek eksperymentów, które zgadzają się co do znaku zmiany (odporność). Mapy zostały wygenerowane przy użyciu zestawu narzędzi do mapowania MATLAB 65 (URL https://www.mathworks.com/products/mapping.html ).
—-

Continue reading “Obszary pod wpływem nasilenia się susz i obszary pod wpływem nasilenia się opadów atmosferycznych i powodzi”

Dramatyczny spadek populacji trzmieli z powodu nasilających się zmian klimatu

Według danych IPBES [Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystems Services – Międzyrządowa Platforma Naukowo-Polityczna ds. Różnorodności Biologicznej i Usług Ekosystemowych], ustalonych 29 kwietnia – 4 maja 2020 roku w Paryżu na VII sesji plenarnej IPBES, około milion gatunków w ciągu pół wieku jest zagrożonych wymarciem, głównie z przyczyn eksploatacji i zanieczyszczenia środowiska naturalnego. Jednak z biegiem czasu będą coraz poważniejsze przyczyny ekstynkcji gatunków z powodu zmian klimatu. Do takiej grupy są już dziś zaliczane trzmiele z rzędu owadów.

Continue reading “Dramatyczny spadek populacji trzmieli z powodu nasilających się zmian klimatu”

Sekwencyjność susz szkodliwa dla lasów

Obecnie nadal wpływ ekstremalnych zjawisk klimatycznych na ekosystemy lądowe jest słabo poznany. Dotyczy to zarówno fal upałów, susz, jak i pożarów. Jeśli chodzi o susze, wpływ tych ekstremów jest bardzo ważny dla przewidywania sprzężeń zwrotnych związanych z przebiegiem cyklu węglowego, który z kolei może mieć wpływ na przyspieszenie lub ograniczenie zmian klimatu.
28 września 2020 roku w czasopiśmie Nature Climate Change w pracy zespołowej „Divergent forest sensitivity to repeated extreme droughts” [„Rozbieżna wrażliwość lasów na powtarzające się ekstremalne susze”], na jej wstępie William Anderegg ze swoimi współpracownikami opisali zbadane sekwencje susz w ekosystemach leśnych Ziemi.

Continue reading “Sekwencyjność susz szkodliwa dla lasów”

Czerwcowa ekstremalna fala upałów na wybrzeżu Pacyfiku USA i Kanady

Wszystkie ekstremalne zjawiska pogodowe jak fale upałów, susze, pożary czy też nawalne opady deszczu, powodzie czy też burze zawsze były na Ziemi i towarzyszyły ludziom od zarania dziejów. Jednak od początku naszego istnienia nie miały one takiej intensywności, częstotliwości oraz nie miały takiego zasięgu rozprzestrzeniania się jak to dziś obserwujemy wszyscy. Naukowcy od lat 50-60 XX wieku, a politycy, media i społeczeństwo dopiero od co najmniej dekady zwrócili uwagę na namacalnie występujące zmiany klimatu. Nie ma żadnych wątpliwości, że te ekstrema pogodowe stanowią dla ludzkości bardzo poważne zagrożenie. Już dziś część krajów szuka rozwiązań strategicznych by przeciwdziałać ich szkodom jakie przynoszą coraz częściej naszej cywilizacji oraz ekosystemom lądowym i morskim.

Continue reading “Czerwcowa ekstremalna fala upałów na wybrzeżu Pacyfiku USA i Kanady”

Atrybucja zmian klimatu

Często ludzie wpadają w pułapkę myślową taką, gdy jest mowa o suszach, upałach, pożarach czy nawalnych opadach, powodziach czy też huraganach, że to są tylko zmiany klimatu wywołane przez człowieka. Częściowo jest to prawda. Nie tylko negacjoniści klimatyczni, ale i naukowcy badający fizykę klimatu mówią, że ekstrema pogodowe również występują naturalnie. I tak jest. Nawet zupełnie o charakterze naturalnym zdarzały się one dawniej o dość dużej intensywności, ale występowały krótko i bardzo rzadko. Dziś też mają one miejsce, ale jednak coraz rzadziej mają one charakter tylko i wyłącznie naturalny. Dziś najczęściej występują takie ekstremalne zjawiska pogodowe, gdzie na naturalne czynniki nakładają się antropogeniczne w związku ze zmianami klimatu. Naukowcy oszacowują, w ilu procentach właśnie takie antropogeniczne zmiany klimatu wzmacniają pogodowe zdarzenia naturalne. 

Continue reading “Atrybucja zmian klimatu”

Naturalne zmienności klimatyczne dziś i w przeszłości, naturalne w przeszłości i dziś antropogeniczne zmiany klimatu

Mało się mówi o zmiennościach klimatycznych (climate variability), które różnią się tym od zmian klimatu (climate change), że są tylko naturalne. Do nich zaliczamy wpływ na wzrost lub spadek temperatury globalnej oscylacji południowopacyficznej ENSO (El Nino – wpływ ocieplenia; La Nina – wpływ ochłodzenia). W pierwszym przypadku najsilniejsze El Nino było w latach 2015-16 (nadal jest to rekordowo ciepły rok), a najsilniejsza La Nina była w 2011 r. (rok chłodniejszy od 1998 roku z bardzo silnym El Nino). Ponadto do zmienności klimatycznych zaliczamy bardzo silne erupcje wulkaniczne (gdy aerozole siarczanowe trafiają do stratosfery i rozprzestrzeniają się po całej kuli ziemskiej od roku do kilku lat), jak: Mt Agung w 1963 roku w Indonezji, El Chicon w 1982 roku w Meksyku i Mt Pinatubo w 1991 roku na Filipinach.

Continue reading “Naturalne zmienności klimatyczne dziś i w przeszłości, naturalne w przeszłości i dziś antropogeniczne zmiany klimatu”

Energia cieplna, polarny jet stream, ENSO, prądy morskie, ekstrema pogodowe

Energia cieplna w systemie klimatycznym cały czas od co najmniej 170 lat rośnie. To, że może być akurat zimno w atmosferze, znaczy, że ogrzały się bardziej oceany w ich głębinach, a ich powierzchnia jest bardziej chłodna jak w tym roku. Tak jest chociażby w przypadku występowania oscylacji oceanicznej La Nina (ENSO – teraz była od października do kwietnia). A gdy głębiny mniej się nagrzewają, powierzchnia jest ich cieplejsza, co powoduje parowanie z nich i większe nagrzewanie się atmosfery, podczas występowania El Nino (też ENSO – ostatnio bardzo silne i długie było od jesieni 2014 do jesieni 2016). To właśnie 2016 r. jest nadal uważany przez większość stacji meteorologicznych nadal za najcieplejszy w historii pomiarów od 1880 roku.

Continue reading “Energia cieplna, polarny jet stream, ENSO, prądy morskie, ekstrema pogodowe”

Szybko rosnące emisje metanu i podtlenku azotu

Metan
Metan (CH4) to cząsteczka składająca się z atomu węgla (C) i czterech atomów wodoru (H4)
Według danych z NOAA, emisje tego gazu od początku rewolucji przemysłowej do dziś wzrosły od około 772,2 ppb (parts per bilion – cząsteczki metanu na miliard cząsteczek powietrza atmosferycznego) do 1892,3 ppb, czyli o o około 160 %.
Chociaż potencjał cieplarniany (GWP – Global Warming Potential) cząsteczki metanu jest 28 razy silniejszy w stuletnim horyzoncie czasowym niż cząsteczki dwutlenku węgla, to trzeba pamiętać, że żywot takiej molekuły CH4 w atmosferze wynosi średnio najwyżej 12 lat. Potem w reakcjach chemicznych z rodnikami hydroksylowymi OH jest przekształcana w molekułę dwutlenku węgla, który ma bardzo ważne znaczenie w cyklu węglowym.

Continue reading “Szybko rosnące emisje metanu i podtlenku azotu”