Energia cieplna a wzrost poziomu wód morskich i oceanicznych

Oceany. Największy zbiornik ciepła na Ziemi. Aż 93 % energii cieplnej pochłaniają one (Rob Painting, 2011).

Wszechocean w sumie pokrywa ok. 70,8% całości powierzchni kuli ziemskiej, czyli wynosi 361,31 mln km². Ma objętość około 1370 mln km³. Średnia głębokość jego szacuje się na 3729 m. Wszechocean zawiera 97% wody, która występuje na Ziemi (źródło). Jest podzielony na pięć oceanów:

– Spokojny
– Atlantycki
– Indyjski
– Arktyczny
– Południowy

Dodatkowo w skład Wszechoceanu wchodzi jeszcze wiele mórz. Np. Karaibskie, Arabskie, Tasmana, Labradorskie, Beringa, Baffina, Śródziemne, Barentsa, Beauforta, Norweskie, Karskie, Ochockie, Południowochińskie, Czarne, Łaptiewów, Północne, Wschodniochińskie, Japońskie, Wschodniosyberyjskie, Czerwone, Bałtyckie.

Cała ta masa wodna kumuluje w sobie coraz większe ilości energii cieplnej. Im chłodniej jest na Ziemi, np. z powodu wystąpienia La Niña lub wybuchu wulkanu o mocy Pinatubo, tym więcej ciepła pasaty transportują w głębiny oceanów i mórz (Gerald A. Meehl i in., 2011). Schłodzone powierzchnie oceanów i mórz mniej parują, dlatego też atmosfera wówczas ochładza się. Im cieplej jest na naszej planecie, np. z powodu wystąpienia El Niño, tym mniej ciepła pasaty transportują w głębiny mórz i oceanów. Nagrzane ich powierzchnie intensywniej parują, co też jest przyczyną również ogrzania atmosfery.

Ta huśtawka klimatyczna jednak wyraźnie wskazuje, że w układzie klimatycznym gromadzi się coraz więcej energii cieplnej zatrzymywanej przez rosnącą w atmosferze koncentrację gazów cieplarnianych, zwłaszcza dwutlenku węgla.

Rysunek 1. Ilości energii zmagazynowanej w powierzchniowej warstwie oceanów (średnia pięcioletnia odniesiona do okresu 2008 -2012). Linia czerwona - energia w warstwie 0-700 m, linia czarna - energia w warstwie 0-2000 m. Źródło: Levitus 2012National Oceanographic Data Center.

Ponad 9/10 ciepła gromadzi się w morzach i oceanach świata. Nagrzewanie Wszechoceanu przebiega niezmiernie wolno w przeciwieństwie do wpływu temperatury na atmosferę.

Według wyników badań Daniela Murphy’ego i in. (2009), oceany od 2004 do 2009 r. pochłaniały ciepło w tempie 0,77 ± 0,11 W/m2. Josh K. Willis i in. (2004) łącząc pomiary satelitarne z pomiarami ciepła oceanicznego dokonał oszacowania tempa ocieplenia oceanu na +0,85 ± 0,12 W/m2 w okresie czasu od 1993 do 2003 roku. Natomiast James Hansen i in. (2005), na podstawie dokonania pomiarów ciepła skumulowanego w oceanach obliczył, że energia zatrzymywana przez planetę w roku 2003 wynosiła wówczas 0,85 ± 0,15 W/m2.

Energia cieplna rosnąca we Wszechoceanie przyczynia się do tego, że duża jej ilość jest wchłaniana w kriosferycznych elementach układanki klimatycznej. Mianowicie w lodowcach szelfowych Grenlandii i Antarktydy (zwłaszcza Zachodniej) oraz w lodzie pływającym (głównie Arktyki). Ale nie tylko. Daleko od brzegów mórz i oceanów wody roztopowe lodowców górskich spływające masowo do źródeł rzek następnie przemieszczające się do ujść i delt rzecznych przy morzach i oceanach również są elementem tej układanki. To samo dotyczy wiecznej zmarzliny topniejącej na Syberii, w północnej Kanadzie i na Alasce.

Wzrost energii cieplnej powoduje ogólnie roztapianie lodu na Ziemi. Lądolodów, lodowców polarnych (Maria Jose Viñas i Carol Rasmussen, 2015) i górskich (Sarah C. B. Raper i Roger J. Braithwaite, 2006), lodu pływającego (Julienne Stroeve i in., 2011) i wiecznej zmarzliny (Edward Schuur, 2015). Oprócz lodu pływającego i lodowców szelfowych wysuniętych daleko poza linię gruntowania w ocean, destabilizacja tych wszystkich elementów kriosferycznych przyczynia się w sumie do podnoszenia poziomu wód oceanicznych i morskich.

Na ogrzewanie Wszechoceanu również wpływa rozszerzanie się objętości wody. Woda cieplejsza w pewnym sensie „rośnie” na powierzchni. Jest to jednak znikomy przyrost w porównaniu z tym do czego może przyczynić się lód na Ziemi. W każdym razie rozszerzalność termiczna także rośnie wraz z podnoszeniem się temperatury w oceanach i morzach świata. Te wszystkie pomiary są wykonywane skrupulatnie od 1992 r. przez sateltarne altymetry.

Poziom mórz i oceanów nie tak łatwo jest zbadać. Gdyż po pierwsze pływy oceaniczne przyczyniają się do tego, że gdzieś na Ziemi jest znacznie wyższy przyrost poziomu wód, a gdzieś nastąpił ich nawet dość znaczny ubytek. Poza tym niektóre lądy, w tym wyspy oceaniczne, w pewnym sensie rosną, a niektóre obniżają się, co też wymaga ścisłej precyzji w pomiarach poziomu wód morskich i oceanicznych.

W raportach IPCC, zarówno w trzecim, jak i w czwartym były zaniżone prognozy podniesienia się poziomu oceanów i mórz do 2100 r. III Raport z 2001 r. sugeruje wzrost o 20-70 cm, a IV Raport z 2007 r. – o 18-59 cm. Były to bardzo konserwatywne obliczenia nie uwzględniające choćby topnienia lodowców. (źródło)

Martin Vermeer i Stefan Rahmstorf w 2009 r. wykorzystali metodę półempiryczną, w której zamiast zastosowania modeli lądolodów posłużono się danymi historycznymi wzrostu poziomu mórz i oceanów od 1880 do 2000 r. Obaj naukowcy stwierdzili silną korelację między obecnym a zrekonstruowanym poziomem wód. Wyniki badań były trzykrotnie wyższe niż to co podało IPCC.

Rysunek 2. Korelacja pomiędzy obserwowanym (linia czerwona), oraz zrekonstruowanym tempem podnoszenia się poziomu oceanów (linia niebieska, z przedziałem niepewności). Linia szara to zrekonstruowane tempo wzrostu poziomu oceanów na podstawie wcześniejszego, prostszego modelu wiążącego zmiany poziomu oceanów z globalną średnią temperatury (Vermeer i Rahmstorf, 2009).

W. Tad Pfeffer i in. 2008 posłużył się inną metodą badawczą, tzw. kinematyczną, w której modelowanie lodowców zostało uwzględnione. To znaczy zaobserwowano cielenie się lodowców Grenlandii i Antarktydy Zachodniej dokonując głębszej analizy takich czynników jak topografia, powierzchnia przekroju czy położenie spodu lodowca poniżej poziomu wody. Wzrost poziomu oceanów i mórz zespół badawczy Pfeffera oszacował do 80-200 cm w 2100 roku.

Uważa się, że obie wspomniane metody badawcze: metoda półempiryczna i kinematyczna mają poważne ograniczenia. Ponieważ jak do tej pory nie zaobserwowano bardzo poważnych dużych, silnie nieliniowych zdarzeń, takich jak rozpad wielkiego obszaru lądolodu. Oczywiście nie można zlekceważyć tego, gdyż obecny wzrost temperatury globalnej może doprowadzić właśnie do takiego incydentu jak nagłe i gwałtowne podniesienie się poziomu wód morskich i oceanicznych pod wpływem coraz silniejszej destabilizacji lądolodów Grenlandii i Antarktydy.

http://naukaoklimacie.pl/fakty-i-mity/mit-prognozy-wzrostu-poziomu-oceanow-w-xxi-w-sa-przesadzone-57

http://naukaoklimacie.pl/fakty-i-mity/mit-w-globalnym-ociepleniu-nastapila-15-letnia-pauza-8

https://pl.wikipedia.org/wiki/Wszechocean

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *