Klimat Ziemi

Antarktyda to specyficzny kontynent. Jego topografia wyraźnie różni się od topografii Grenlandii. Jest połozona w niecce wraz z wieloma lodowcami szelfowymi. Znacznie mniejsza część zachodnia jest zanurzona częściowo w oceanie, natomiast część wschodnia jest znacznie większa, górzysta i bardziej wyniesiona ponad poziom morza. Wpływ ocieplającego się klimatu najsilniej oddziałuje na stabilność pokrywy lodowej Antarktydy.

—

Fot.1. Zdjęcie lotnicze półwyspu Browning Casey na Antarktydzie. Źródło: Will Salter Getty Images

—

David Pollard i Richard Alley z Instytutu Systemów Ziemi i Środowiska na Uniwersytecie Stanowym w Pensylwanii oraz Robert DeConto z Wydziału Nauk o Ziemi na Uniwersytecie Massachusetts w Amherst, na podstawie trójwymiarowego modelu pokrywy lodowej, stwierdzili, że lodowce szelfowe będące barierami dla wnętrza lodowego kontynentu, głównie topnieją przez wnikanie ciepłych wód głębinowych w ich podstawy. ¹ 

Choć duże znaczenie ma też tak zwane szczelinowanie hydrauliczne, czyli wnikanie na powierzchni lądolodów wód roztopowych głęboko w ich szczeliny, które przyczynia się do ich osłabiania i pękania oraz rozpadu klifów lodowych prowadzącego do cielenia gór lodowych. Ono z kolei powoduje na powierzchni pokrywy lodowej Antarktydy przyspieszony spływ strumieni i rzek lodowych prosto do oceanu. Cielenie gór lodowych nie podnosi poziomu morza, ale spływ masy lodowej z kontynentu, już tak.

—

Rys.1. Schematyczny przekrój lodowca wchodzącego w stan krytycznego rozpadu klifów. Lód płynie od lewej do prawej strony, od lodu na lądzie do lodowca szelfowego w oceanie.   M = powierzchniowy spływ cieczy do szczelin i kruszenie hydrauliczne. C = cielenie się lodowca. O = oceaniczne topnienie podstawy lodowca. F = przepływ deformacyjny lodu przez linię gruntowania. Czerwone strzałki pokazują możliwy ruch linii gruntowania: a) rozbudowany lodowiec szelfowy, niewielkie nachylenie zboczy w strefie gruntowania b) po silnym ociepleniu (duże M, C, O) szelf prawie znika, lecz nachylenie zboczy wciąż pozostaje niewielkie c) szelfu już nie ma, pojawia się pionowy klif o wysokości > około 100 m ponad powierzchnię morza, który rozpada się pod własnym ciężarem, co prowadzi do szybkiego cofania się linii gruntowania (David Pollard i inni, 2015).

—

Naukowcy najbardziej obawiają się nie tyle bezpośrednio szybkiej utraty masy lodu i jego topnienia, co zawalenia się ogromnych lodowców szelfowych Thwaites i Pine Island, których rozmiar jest taki jak obszar Wielkiej Brytanii.

Punktem krytycznym jest przekroczenie tzw. linii gruntowania, wówczas cofający się lód może utracić stabilność w niecce kontynentalnej i doprowadzić do zawalenia się szelfu lodowego.

Tyler C. Sutterley z Wydziału Nauki Systemu Ziemi na Uniwersytecie Kalifornijskim w Irvine, wraz ze swym zespołem badawczym, zauważył w swoich badaniach, że sam rozpad Thwaites i Pine Island doprowadziłby do wzrostu poziomu oceanów o około 1,2 metra. Naukowcy obliczyli to na podstawie pomiarów z wysokościomierzy laserowych satelity ICESat i samolotów badawczych w misji Operation IceBridge, z wysokościomierzy radarowych satelity Envisat, pomiarów grawitacji zmiennej w czasie dokonanych przez satelitę GRACE oraz za pomocą symulacji regionalnego modelu klimatu atmosferycznego RACMO2.3.

Ponadto obliczono bilans masy powierzchni (SMB – Surface Mass Balance), prędkość lodu na podstawie radarów obrazujących oraz grubość lodu za pomocą sond radarowych.

Lodowce szelfowe, wspomniane Thwaites i Pine Island, stoją na grzbiecie pomiędzy szelfem kontynentalnym, a niecką kontynentalną, umieszczoną pod lądolodem kontynentalnej części Zachodniej Antarktydy. Silnie podmywane podstawy tych lodowców sprawiają, że cofa się linia gruntowania, która może w każdej chwili załamać się, gdy oba lodowce zapadną się w tejże niecce kontynentalnej.

Współautor powyższego badania Eric Rignot powiedział:

Nie stwierdziliśmy obecności na dnie oceanicznym żadnych przeszkód, które mogłyby zapobiec dalszemu cofaniu się lodowców i ich zniknięciu z całego obszaru.

—

Rys.2. a) wskaźniki bilansu masy powierzchni RACMO SMB (niebieski kolor) i zrzut lodu do oceanu (D – Discharge) b) utrata masy przez lodowce Morza Amundsena w miliardach ton rocznie, analizowane różnymi metodami. Kolor czarny – oszacowanie metodą budżetu masy (MBM – Mass Budget Method), kolor czerwony – pomiary grawimetryczne satelitów GRACE, kolor zielony – satelitarna altymetria radarowa wykonana przez satelity Envisat, kolor pomarańczowy – altymetria laserowa wykonana przez satelity kampanii pomiarowych ICESat/IceBridge c) utrata masy jak w punkcie B) w stosunku do wkładu ekwiwalentu poziomu morza (Tyler C. Sutterley i inni, 2014).

—

Sam rozpad tych dwóch gigantycznych lodowców szelfowych grozi spowodowaniem powstania ogromnych fal tsunami oraz przyspieszonego wzrostu poziomu morza, które zagrożą wielu niskim wybrzeżom kontynentalnym oraz wyspom, a także portom, uprawom rolnym, zabudowie miejskiej i wiejskiej, a także wielu ekosystemom morskim i nadmorskim oraz częściowo lądowym i nadmorskim, tak zwanym estuariom. Koszty zniszczeń infrastruktur miejskich i wiejskich oraz ekosystemów będą astronomiczne.

Cztery przedstawione metody są zgodne pod względem ubytku masy lodu i przyspieszenia jej ubytku w skali regionalnej w poszczególnych okresach badań:

1. W latach 1992–2013 całkowity ubytek masy wyniósł 83 ± 5 Gt/rok ze średnim przyspieszeniem 6,1 ± 0,7 Gt/rok.
2. W latach 2003–2009 całkowity ubytek masy wyniósł 84 ± 10 Gt/rok z przyspieszeniem 16,3 ± 5,6 Gt/rok (prawie 3-krotne większym przyspieszeniem niż w latach 1992–2013).
3. W latach 2003–2011 ubytek masy wyniósł 102 ± 10 Gt/rok z przyspieszeniem 15,7 ± 4,0 Gt/rok.

Wyniki uzgadniają niezależne szacunki bilansu masy w otoczeniu zdominowanym przez zmianę dynamiki lodu ze znaczną zmiennością bilansu masy powierzchni.

Główny autor, Tyler Sutterley, doktorant UCI, powiedział w serwisie Science Daily ³:

Poprzednie badania sugerowały, że ten region zaczyna się bardzo dramatycznie zmieniać od lat 90. XX wieku i chcieliśmy zobaczyć, jak porównuje się wszystkie różne techniki. Niezwykła zgodność między technikami dała nam pewność, że robimy to dobrze.

Tak więc, gdy zawalą się na Antarktydzie Zachodniej kolosalne lodowce szelfowe, takie jak Thwaites wielkości Wielkiej Brytanii i Pine Island wielkości stanu Nevada w USA, to mogą wywołać one tak potężne fale tsunami oraz wzrost poziomu morza, że wiele nisko położonych wysp oraz wybrzeży lądowych może być po prostu narażonych na groźne podtopienia, a nawet na całkowite zalania. W niebezpieczeństwie jest wiele nadbrzeżnych wielkich portów wielkich miast takich jak Tokio, Nowy Jork, Jakarta, Aleksandria, Wenecja, Dhaka, Rio de Janeiro, Amsterdam, Szanghaj, Miami czy Londyn.

—

Rys.3. Kontynent Antarktyda skorygowany izostatycznie z usuniętym lodem (projekt artystyczny).

—

Obszar Zatokowy Morza Amundsena (ASE – Amundsen Sea Embayment) na całym kontynencie Antarktydy jest najbardziej narażony na największą utratę masy lodu netto.

W 2016 roku dowody naukowców wskazały, że wzmocnienie cyrkulacji ciepłej, słonej okołobiegunowej wody głębinowej (CDW – Circumpolar Deep Water) we wnękach pod szelfami lodowymi jest głównym czynnikiem wyzwalającym i przyczyniającym się do utraty lodu w regionie.

Ala Khazendar i Eric Rignot z Laboratorium Napędów Odrzutowych Kalifornijskiego Instytutu Technologii, stwierdzili, że lodowce szelfowe w Obszarze Zatokowym Morza Amundsena, takie jak: Smith, Kohler, Pope, Haynes, Crosson i Dotson, pomimo, że są mniejsze, to ich utrata masy i topnienie ma znaczący wpływ we wkład wzrostu poziomu morza ⁴.

Jednocześnie zwiększenie napływu ciepła oceanicznego i wzmożenie topnienia lodu na dnie we wnękach powoduje coraz większe rozrzedzenie szelfów lodowych, przyczyniając się do cofania się linii gruntowania i osłabienia kontaktu z leżącym poniżej podłożem skalnym, krawędziami bocznymi, stabilizującymi grzbietami i punktami zaczepienia, takimi jak wzniesienia lodowe. W konsekwencji podpory podtrzymujące szelfy lodowe, stają się coraz mniej stabilne, co prowadzi do dalszego rozrzedzenia lodowców oraz przyspieszania spływu lodu do oceanu, w szczególności gdy wzmożone topnienie koncentruje się w pobliżu linii gruntowania.

Wspomniane wcześniej lodowce Pine Island (PIG – Pine Island Glacier) i Thwaites (TG – Thwaites Glacier), są to dwa największe lodowce szelfowe w obszarze zatokowym Morza Amundsena (ASE) i przez to zasłużyły na wiele uwagi ze względu na ich możliwość gwałtownej destabilizacji prowadzącej już w niedalekiej przyszłości do wkładu w znaczny wzrost poziomu morza.

Naukowcy zaobserwowali również duże znaczenie w destabilizacji regionu pod kątem mniejszych lodowców szelfowych, takich jak Dotson i Crosson oraz ich głównych dopływów – lodowców: Smith (SG – Smith Glacier), Pope (PG – Pope Glacier), Kohler (KG – Kohler Glacier) i Haynes (HG – Haynes Glacier).

—

Rys.4. Badany obszar szelfów lodowych Dotson i Crosson oraz ich lodowców dopływowych. a) Powtórzony tor lotu z kampanii Operation IceBridge (OIB) z 2002 i 2009 roku. Skala kolorów pokazuje zmiany wysokości dna lodu w miejscach przecięcia się niepowtarzalnych torów OIB w latach 2009-2014. W każdym miejscu przecięcia wysokość dna z poprzedniego roku jest odejmowana od wysokości z poprzedniego roku, stąd wartości dodatnie wskazują na utratę lodu z dna. Stwierdzone różnice są następnie uśredniane w całym przedziale czasu, aby ułatwić porównania. Niepewność waha się od ∼ 35 m rocznie dla przedziału 1 roku do ∼7 m rocznie przez okres 5 lat b) Obszar badań zlokalizowany na mapie regionu ASE przez biały prostokąt przedstawiający analizowane tutaj tory lotu kampanii OIB z 2002 i 2009 r. Oraz kampanię AGASEA z 2004 r. wzdłuż pnia lodowca Smitha-Kohlera c) Wskaźniki obniżenia powierzchni w latach 2003–2009. Autorzy wykorzystali pomiary ICESat-1 z niezbędnymi poprawkami, z ATM i innymi produktami danych zastosowanymi jako dodatkowe ograniczenia dla kształtu powierzchni i szeregów czasowych wysokości (Ala Khazendar i inni, 2016).

—

Naukowcy napisali na wstępie swojej pracy:

Ze wszystkich lodowców szelfowych, Smith (SG) przeszedł najdalsze cofnięcie się linii gruntowania w rejonie 35 km w latach 1996-2011, Crosson wykazał największy średni ubytek grubości w latach 1994-2012, a naziemne powierzchnie lodu obniżyły się w tempie osiągającym 7 m rocznie w latach 2002–2010. Od połowy lat 90. do 2012 r. spływ lodu na Smith (SG) rósł szybciej niż na Pine Island (PIG) lub Thwaites (TG), ponieważ jego przepływ na linii gruntowania przyspieszył z 0,7 do 1,15 km rocznie. Prędkość przepływu Pope (PG) w tym samym okresie wzrosła z 0,55 do 0,75 km rocznie, a Kohlera (KG) z 0,8 do 1,1 km rocznie.

W tym przypadku używamy sondowania radarowego z powietrza do bezpośredniego pomiaru utraty lodu pod wodą w strefach gruntowania trzech głównych lodowców dopływowych Dotson i Crosson. Lotnicza operacja NASA IceBridge (OIB – Operation IceBridge) zbadała te obszary w 2009 r. wzdłuż trajektorii, która została po raz pierwszy przekroczona jako część wcześniejszej kampanii w 2002 r.

Zespół Ala Khazendara zauważył, że ubytek lodu w strefie gruntowania lodowca szelfowego Smith (SG) w latach 2002-2009 był mocno intensywny. Wyniósł on od 300 do 490 metrów. Czyli 40 do 70 m rocznie w zależności od lokalizacji.

Obliczanie transektu grubości lodu lodowca Smith zostało wzięte z danych z 2004 r. – z przeprowadzonej wówczas kampanii lotniczej – powietrznego badania geofizycznego Obszaru Zatokowego Amundsena (AGASEA – Airborne Geophysical Survey of the Amundsen Embayment), polegającego na pomiarach grubości lodu i wysokości lodowców od podłoża do powierzchni, dzięki zastosowaniu sondy radarowej Hi-Capability Radar (HiCARS). Niepewność pomiarów wysokości przy zastosowaniu HiCARS wyniosła 72 m.

Na temat kondycji małych lodowców szelfowych, będących „sąsiadami” olbrzymich lodowców Thwaites i Pine Island w Obszarze Zatokowym Amundsena, Anna Sierpińska w serwisie Nauka o klimacie napisała ⁵:

Szybkie topnienie lodowca Smith ma związek z ukształtowaniem dna morskiego, na które lodowiec wycofał się między 1996 a 2014 rokiem, oraz z warunkami panującymi w jamie pod lodem. Szczególnie szybkie zmiany zachodziły w przypadku tego lodowca w latach 1996-2006, kiedy prędkość jego spływu wzrosła o 75% (Mouginot i in., 2014). Lodowce Pope i Kohler znajdują się na inaczej wyprofilowanym dnie, wznoszącym się ku wnętrzu kontynentu (o tym, jaką stanowi to różnicę, piszemy w artykule Rozpad lądolodu Antarktydy Zachodniej nieunikniony). Mimo to lodowiec Kohler traci od spodu 14-29 m rocznie, a Pope 29-36 m, a jego linia gruntowania cofnęła się w latach 1996-2009 aż o 11 km (Khazendar i in., 2016). Lodowiec Smith pod względem tempa przesuwania się linii gruntowania jest regionalnym rekordzistą – w latach 1992-2011 było to aż 35 km (Sutterley i in., 2014). Biorąc pod uwagę zachodzące procesy, oczywistym podejrzanym staje się wpływająca pod lodowce szelfowe ciepła woda oceaniczna.

W badanym okresie pomiary wysokości, powierzchni, dna i grubości lodowców szelfowych zostały przeprowadzone za pomocą sondy głębokościowej –  wielokanałowego koherentnego radaru echosondy głębokościowej (MCoRDS – Multichannel Coherent Radar Depth Sounder).

W badaniach też został wykorzystany wysokościomierz laserowy – lotniczy topograficzny program do mapowania (ATM – Airborne Topographic Mapper) zamieszczony w samolocie w ramach kampanii, wspomnianej, OIB, który przelatywał nad badanymi lodowcami wcześniej w latach 2002, 2004 i 2008.

Lokalizacje linii gruntowych w latach 1996 i 2011 zostały znalezione poprzez zastosowanie interferometrii radarowej z syntetyczną aperturą różnicową pozyskanych do danych z satelitów teledetekcyjnych Ziemi (ERS – Earth Remote Sensing) – ERS-1 i ERS-2. Linie gruntowania z 2014 r. zostały podobnie znalezione na podstawie danych satelity Sentinel-1. Szacowana dokładność przestrzenna lokalizacji linii gruntowania wynosi ± 100 m.

—

Referencje:

1. Pollard D. et al., 2015 ; Potential Antarctic Ice Sheet retreat driven by hydrofracturing and ice cliff failure ; Earth and Planetary Science Letters ; https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X14007961
2. Sutterley T. C. et al., 2014 ; Mass loss of the Amundsen Sea Embayment of West Antarctica from four independent techniques ; Geophysical Research Letters ; https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/2014GL061940
3. University of California – Irvine, 2014 ; West Antarctic melt rate has tripled in last decade ; Science Daily ; https://www.sciencedaily.com/releases/2014/12/141202183313.htm
4. Khazendar A. et al., 2016 ; Rapid submarine ice melting in the grounding zones of ice shelves in West Antarctica ; Nature Communications ; https://www.nature.com/articles/ncomms13243
5. Sierpińska A., 2017 ; Ciepły ocean i wrażliwe lodowce ; Nauka o klimacie ; https://naukaoklimacie.pl/aktualnosci/cieply-ocean-i-wrazliwe-lodowce-222/

W badaniach dynamiki lądolodu Grenlandii ważną kwestią jest obliczanie do końca wieku prawdopodobnych scenariuszy, dotyczących utraty ilości masy lodu oraz wzrostu poziomu morza. Te metody badawcze przeprowadza się wielokrotnie za pomocą skomplikowanych i dokładnych symulacji komputerowych.

—

Fot. Pokrywa lodowa Grenlandii stopniała w rekordowym tempie w 2019 r. (Źródło: Instytut Oceanograficzny Woods Hole: Matt Osman)

—

Bardzo interesująca na ten temat jest praca, przedstawiona przez zespól naukowy pod kierownictwem norweskiego badacza Stefana Hofera z Wydziału Nauk o Ziemi w Oslo, na temat porównania dwóch zestawów modeli klimatycznych: CMIP5 (zawartego w byłym V Raporcie Oceny IPCC (AR5 – 5 Assesment Report) ) oraz CMIP6 (zawartego w obecnym VI Raporcie Oceny IPCC (AR6 – 6 Assesment Report), w których zbadano wpływ dwóch podobnych scenariuszy emisji gazów cieplarnianych ¹:

a) według AR5 – łagodniejszego scenariusza niższych emisji RCP4.5

b) według AR6 – ostrzejszego scenariusza wyższych emisji SSP2-4.5

Aby osiągnąć wysoką rozdzielczość przestrzenną w projekcie Prognozowanie wzrostu poziomu morza: od pokryw lodowych do lokalnych implikacji (PROTECT –  PROjecTing sEa-level rise: from iCe sheets to local implicaTions), naukowcy w badaniu posłużyli się regionalnym modelem klimatycznym (RCM – Regional Climate Model). A konkretniej belgijsko-francuskim regionalnym modelem atmosferycznym (MAR – Modéle Atmosphérique Régional), który jako pierwszy wyraźnie zamodelował ważne procesy biegunowe, takie jak bilans masy powierzchni (SMB – Surface Mass Balance), właściwości śniegu i transfer radiacyjny.

W tym badaniu model MAR został zastosowany po to aby zredukować 11 projekcji scenariuszy wysokich emisji GHG:

a) sześć projekcji CMIP5 dla starego RCP8.5

b) pięć projekcji CMIP6 dla nowego SSP5-8.5

—

Rys.1. Porównanie bilansu masy powierzchni Grenlandii między zmniejszonymi symulacjami CMIP5 i CMIP6 MAR (Stefan Hofer i in., 2020).

—

Na zdjęciu powyżej, na panelu lewym (a), pokazany został zintegrowany roczny bilans masy powierzchni (SMB – Surface Mass Balance), który objął całą pokrywę lodową Grenlandii na podstawie sześciu wymuszonych symulacji modelu MAR z zestawu CMIP5 (niebieski) i pięciu symulacji MAR z zestawu CMIP6 (pomarańczowy) w gigatonach rocznie (Gt/rok). Ciemnoniebieska linia reprezentuje średnią ze wszystkich symulacji CMIP5 MAR (6, RCP8.5), a ciemnopomarańczowa to średnia ze wszystkich symulacji CMIP6 MAR (5, SSP585). Poszczególne przebiegi są pokazane w jaśniejszych kolorach. Panel lewy (b) pokazuje to samo, ale dla skumulowanych anomalii pokrywy lodowej Grenlandii (GrIS – Greenland Ice Sheet) SMB w gigatonach (Gt), w oparciu o średnią z symulacji z lat 1961–1990.

Dokonując przeskalowań w rozdzielczości przestrzennej modeli, naukowcy oszacowali, że całościowy skumulowany wzrost topnienia pokrywy lodowej Grenlandii (GRIS – Greenland Ice Sheet) do 2100 roku będzie wynosił 60% przy dodatkowym ekwiwalencie poziomu morza (SLE – Sea Leel Equivalent) – wzrost o około 8 cm większy dla nowszego zestawu modeli CMIP6 niż dla CMIP5.

A więc, jeśli w modelu CMIP5 wzrost poziomu morza do końca 2100 roku wyniósłby 10 cm, tak w modelu CMIP6 wyniósłby on już 18 cm, oczywiście rozpatrując scenariusze emisji RCP8.5 bądź SSP5-8.5. Ponadto w symulacjach CMIP6 sezon topnienia ma wydłużyć się aż o 22 dni.

Podsumowując temat przeskalowań modelowych pokrywy lodowej Grenlandii, W projekcie: chmury i klimat w fazie mieszanej (MC2 – Mixed-phase clouds and climate), Hofer i współautor badania Xavier Fettweis z Uniwersytetu w Liège położyli też nacisk na rozwiązanie problemów z nieprawidłowym odwzorowaniem budowy chmur w globalnych modelach klimatu. Ich zdaniem chmury są mocno niedoszacowane w znaczeniu także pośredniego wpływu na wzrost poziomu morza, gdyż od stopnia zachmurzenia zależy też wzrost temperatury powietrza i nasłonecznienia, które mają niebagatelny wpływ na ilość stopionego lodu na Grenlandii, który spływa prosto do oceanu.

Omówiony wcześniej parametr bilansu masy powierzchniowej SMB (Surface Mass Balance) pokrywy lodowej Grenlandii, od 1 września do 31 sierpnia 2019/2020, był dodatni, pomimo tego, że akumulacja śniegu i lodu wówczas przeważała nad ablacją śniegu i lodu. Jednak od końca wiosny, przez całe lato, był on silnie ujemny, a ablacja wtenczas mocno przeważała nad akumulacją.

Naukowcy na powyższym rysunku pokazali, że w przeciwieństwie do starych modeli CMIP5 nowsze modele CMIP6 mają wyższą czułość klimatu i wykrywają wiele istotnych, ale złożonych dodatnich sprzężeń zwrotnych, np. w postaci niskiego albedo chmur czy lodu, a także większy stopień amplifikacji arktycznej (AA – Arctic Amplification).

Wprawdzie podczas okresu 1981-2010 różnice pomiędzy zestawami modeli CMIP5 i CMIP6 nie są takie duże. Ale już w badanym okresie czasu 2071-2100 dla lądolodu Grenlandii, w symulacji modeli CMIP6, widać prawie o 50% wyższe wartości ubytku lodu, czyli niższe wartości SMB niż w symulacji modeli CMIP5.

—

Rys.2. Różnica w pokryciu lodem morskim w letnich miesiącach: czerwiec, lipiec, sierpień (JJA) między pięcioma modelami CMIP6 i sześcioma modelami CMIP5, przedstawiona na podstawie symulacji modelu atmosferycznego (MAR – Modéle Atmosphérique Régional), dla średniej (2071-2100) (Stefan Hofer i in., 2020).

—

I im wyższy był scenariusz emisji, czyli SSP5-8.5 w porównaniu z RCP8.5, tym wyższe zostały pokazane wartości zmian klimatu w postaci jeszcze szybszego kurczenia się pokrywy lodowej Grenlandii.

Np. szczytowe dzienne topnienie w symulacjach CMIP5 wyniosło 15 gigaton (miliardów ton) dziennie (Gt/dzień), podczas gdy w CMIP6 już było to 23 Gt/dzień.

W rozmowie z Carbon Brief, Hofer powiedział również o znacznie wyższym poziomie morza z powodu przyspieszonego topnienia pokrywy lodowej Grenlandii pod wpływem dalszego wzrostu temperatury globalnej ²:

Nasze wyniki dla scenariuszy ekstremalnie wysokich emisji (RCP8.5 i SSP5-8.5) pokazują, że w zestawie modeli CMIP5, dla scenariusza emisji RCP8.5, wkład Grenlandii we wzrost poziomu morza wyniósłby około 9,9 cm, ale w zestawie modeli CMIP6 dla scenariusza SSP5-8.5 wkład ten wyniósłby już 17,8 cm. To około 80% wyższy udział, pomimo tego samego lub podobnego wymuszania radiacyjnego z emisji antropogenicznych w scenariuszu ekstremalnie wysokiej emisji.

Ogólnie naukowcy w swojej pracy na temat porównania obu zestawów modeli CMIP5 i CMIP6 napisali:

W naszych przyszłych prognozach CMIP6 identyfikujemy wzrost globalnej temperatury o +0,6°C, a jeszcze większy wzrost o +1,3°C w Arktyce pod koniec XXI wieku. Korzystając ze statystycznego związku między anomaliami temperatury Grenlandii w modelu globalnej cyrkulacji (GCM – Global Circulation Model) a rocznym bilansem masy powierzchni (SMB – Surface Mass Balance) z naszych symulacji w wysokiej rozdzielczości, stwierdzamy wyraźniejszą utratę masy pokrywy lodowej Grenlandii (GrIS – Greenland Ice Sheet) we wszystkich scenariuszach CMIP6 w porównaniu z CMIP5. Nasze wyniki podkreślają, że GrIS może potencjalnie szybciej tracić lód w ocieplającym się klimacie niż sugerowały poprzednie szacunki oparte na CMIP5.

—

Referencje:

1. Hofer S. et al., 2020 ; Greater Greenland Ice Sheet contribution to global sea level rise in CMIP6 ; Nature Communications ; https://www.nature.com/articles/s41467-020-20011-8
2. Tandon A., 2020 ; New climate models suggest faster melting of the Greenland Ice Sheet ; Carbon Brief ; https://www.carbonbrief.org/new-climate-models-suggest-faster-melting-of-the-greenland-ice-sheet

Tak jak w Arktyce lód morski coraz bardziej topnieje z dekady na dekadę, tak również lądolód zwany Grenlandią kurczy się coraz wyraźniej. Takie lodowce wylotowe jak Jakobshavn, Helheim, Petermann, Zachariae Isstrom, Kangerlussuaq czy ostatnio Niohhalvfjerdsfjorden i Spalte, systematycznie wycofują się w głąb wyspy. Na tej ogromnej wyspie otoczonej dwoma oceanami: Atlantyckim i Arktycznym, przebiegają również coraz coraz częściej i mocniej zintensyfikowane w sezonie letnim procesy powierzchniowego topnienia.

—

Fot. Powietrzna misja NASA Oceans Melting Grenland wykazała, że ​​lodowce Grenlandii, które wpadają do oceanu, jak pokazany tutaj lodowiec Apusiaajik, są bardziej narażone na szybką utratę lodu, niż wcześniej sądzono. Źródło: NASA/JPL-Caltech

—

Dr Ruth Mottram i dr Martin Stendel z Duńskiego Instytutu Meteorologicznego (DMI – Danish Meteorological Institute), prof. Jason Box i dr Kenneth D. Mankoff ze Służby Geologicznej Danii i Grenlandii (GEUS – Geological Survey of Denmark and Greenland) w Kopenhadze oraz dr Louise Sandberg Sørensen z Narodowego Instytutu Kosmicznego na Technicznym Uniwersytecie Danii i prof. Peter Langen z Wydziału Nauk o Środowisku – Modelowania Atmosfery na Uniwersytecie w Aarhus, w swoich obliczeniach zauważyli, że pokrywa lodowa Grenlandii pod koniec sezonu topnienia w 2020 roku straciła 152 miliardy ton. To jest i tak mniej niż w 2019, gdy wzrost temperatury na Grenlandii, podobnie jak w 2012 roku, był na tyle silny, że przy temperaturze plus 4 stopnie Celsjusza pojawiły się gwałtowne powierzchniowe roztopy tworzące rozległe stawy. ¹

Badania wskazały, że pokrywa lodowa Grenlandii, licząc od 2015 do 2020 roku w stosunku do średniej 1981-2010, kurczyła się coraz szybciej.

—

Rys.1. Mapa pokazuje różnicę między rocznym SMB w latach 2019-20 a okresem 1981-2010 (w mm topnienia lodu). Niebieski pokazuje większy przyrost lodu niż średnia, a czerwony pokazuje większą utratę lodu niż średnia. Źródło: portal DMI Polar.

—

Obliczanie bilansu masy powierzchni Grenlandii

Kluczową sprawą w zrozumieniu tego co się dzieje z Grenlandią jest zrozumienie tak zwanego bilansu masy powierzchni (SMB – Surface Mass Balance) polegającego na obliczeniu, ile jej pokrywy lodowej topnieje na powierzchni, pod wodą oceanu od frontu lodowców wylotowych i szelfowych oraz podlega, też od frontu lodowców, procesom cielenia (odłamywania brył, czyli gór lodowych), a o ile jest ona uzupełniana opadami śniegu i przyrastaniu jego warstwami oraz pod nim warstwami lodu.

—

Rys.2. Skumulowany budżet masy powierzchniowej pokrywy lodowej Grenlandii na lata 2019-20 (niebieska linia), rekordowo niski rok SMB 2011-12 (czerwony) i średnia 1981-2010 (szara). Źródło: Portal Polar DMI.

—

W Carbon Brief dowiadujemy się, że w skali roku, od 1 września do 31 sierpnia, na procentową ilość topnienia (ablacji) pokrywy lodowej Grenlandii oraz na procentową ilość opadów śniegu (akumulacji) ma wpływ wiele czynników. Czytamy dalej w serwisie, że w dużej mierze podczas okresu 2016-17 wpływ na ochłodzenie obszaru Grenlandii w sezonie letnim miała wpływ anomalna rotacja tropikalnego huraganu Nicole, który zawędrował w październiku 2016 roku aż ku wybrzeżom południowej Grenlandii, tuż po zakończeniu bardzo intensywnie ciepłej oscylacji południowopacyficznej El Niño ¹.

Dwa lata później na wysokie topnienie Grenlandii w okresie letnim 2019 roku miała nie tylko sucha jesień w 2018 roku i sucha prawie bezśnieżna zima w 2018 roku oraz na początku 2019 roku, ale i też wczesne anomalne topnienie pod koniec kwietnia i potem trwające od czerwca do końca lata, ciepłego i prawie bez opadów śniegu. Było to spowodowane z kolei wystąpieniem dodatniej fazy Oscylacji Północnoatlantyckiej, której obecność stymuluje napływ bardzo ciepłego powietrza ze średnich szerokości geograficznych.

Lodowce wylotowe w fiordach Grenlandii

Michael Wood, stypendysta podoktorski NASA z Laboratorium Napędów Odrzutowych w Pasadenie, wraz ze swoimi współpracownikami, stwierdził, że przyspieszenie wycofywania się lodowców Grenlandii od połowy lat 90 XX wieku jest przypisane zwiększonemu wtargnięciu ciepłych wód północnego Atlantyku (AW – Atlantic Waters) do fiordów Grenlandii, ale nie zostało to jeszcze w pełni potwierdzone w modelach klimatycznych pod względem ilościowym na obszarze całej Grenlandii. ²

Naukowcy przebadali 226 lodowców wylotowych za pomocą pomiarów instrumentalnych in situ, satelitarnej teledetekcji oraz modeli klimatycznych, w tym modelu oceanu.

Zespół Wooda wyróżnił, w dłuższym badanym okresie 1992-2017, trzy mniejsze okresy, podczas których wymuszenie termiczne (FT – Thermal Forcing) pochodzenia antropogenicznego miało i ma dalej swój wpływ na wycofywanie się lodowców:

1. Okres stabilny 1992-1997 (w okresie tym lód gruntowy cofnął się o 180 km² , czyli 30 km² /rok).
2. Okres ocieplenia 1998-2007 (w okresie tym ubytek lodu gruntowego potroił się do 108 km² /rok).
3. Okres ochłodzenia 2008-2017 (w okresie tym lód gruntowy nadal spadał o 119 km² /rok).

—

Rys.3. Schematyczne diagramy dla czterech głównych kategorii lodowców kończących mórz z zimną, słodką wodą polarną (PW – Polar Water) nad ciepłą, słoną wodą atlantycką (AW – Atlantic Water). (A) Lodowce w głębokich fiordach z ciepłymi wodami (DW – Glaciers in a deep fjord with warm water) – podcinane czoło lodowców może wpłynąć na opór podstawowy. (B) Lodowce z tymczasowymi pływającymi przedłużeniami na płytkim grzbiecie (CR – Glaciers terminating on a calving ridge), dla których podcięcie nie wpływa na podstawowy opór. (C) Lodowce stojące w płytkich fiordach z zimnymi wodami (SC – Glaciers in a shallow fjord with cold water) (D) Lodowce rozwijające długie (>10 km) poszerzenia pływającego lodu (FE – Glaciers terminating in a long floating ice extension). Rzędne lodowca i dna, wyrażone w metrach nad poziomem morza (masl – metres above sea level), są przybliżone dla ilustracji (Michael Wood i inni, 2021).

—

Rola oceanu w przeliczeniu bilansu strumieni lodu w gruncie

W celu określenia ilościowego wpływu oceanu na lodowce oblicza się bilans strumieni na frontach lodu gruntowego, który obejmuje następujące parametry:

1. Usunięcie lodu gruntowego przez ocean ( q m )
2. Cofanie się frontu lodu spowodowane przerzedzeniem lodowca ( q s )
3. Adwekcja lodu ( q f )
4. Cielenie się pozostałości uziemionych bloków lodu ( q c )
5. Obserwowane cofanie się frontu lodu ( q r )

Pomiary lodowców wylotowych (satelitarne, in situ i symulacje modeli komputerowych)

1. Pomiar wycofywania się frontu lodowców wylotowych za pomocą teledetekcyjnych badań satelitów Lansat 4 i Landsat 5 na podstawie digitalizacji pozycji frontów lodowych.
2. Pomiar adwekcji lodu (q F) za pomocą radaru satelitarnego i danych optycznych.
3. Pomiar podcięcia frontu lodowców (q m) za pomocą symulacji modelu oceanu MITgcm o wysokiej rozdzielczości i ze zmienną głębokością wody.
4. Pomiar głębokości wody (b) za pomocą modelu BedMachine Greenland v3 na podstawie batymetrii echosondowej w fiordach (głębokość wody ma niepewność mniejszą niż 10 m).
5. Pomiar subglacjalnego zrzutu (q sg) połączonego ze spływem z niecki za pomocą kombinacji modeli: Regionalnego Modelu Klimatu Atmosferycznego na Uniwersytecie w Utrechcie – RACMO2.3p2 w rozdzielczości przestrzennej 5,5 km oraz modelu systemu pokrywy lodowej (ISSM – Ice Sheet System Model) (niepewność w q sg wynosi 20%).
6. Pomiar wymuszania termicznego (TF) – uśredniona na głębokości różnica między temperaturą in situ a temperaturą zamarzania wody morskiej zależną od soli i ciśnienia (parametry oceanu są obliczane za pomocą dwóch oszacowań: klimatu i cyrkulacji oceanu (ECCO – Estimating the Circulation and Climate of the Ocean).
7. Pomiar cofania się lodowca wywołanego rozrzedzaniem (q s) jest obliczany przy użyciu prostej, geometrycznie wyprowadzonej zależności dla szybkości migracji linii gruntowania w funkcji zmiany wysokości powierzchni.

Inny zespół naukowy stwierdził, że w 2019 roku latem stopiło się lub oderwało tyle lodu z grenlandzkiej pokrywy lodowej, że oceany podniosły się aż o 2,2 milimetra w ciągu zaledwie dwóch letnich miesięcy (Michalea D. King et al., 2020), .

W dniach 14-16 sierpnia 2021 roku zostały zanotowane intensywne opady deszczu na najwyższym punkcie Grenlandii na wysokości 3216 metrów n.p.m. Wcześniej w niższym położeniu były podobne opady pod koniec lipca tego samego roku ³.

Wpływ na bilans masy powierzchni mają nie tylko antropogeniczne wymuszenia zmian klimatu, ale i też wewnątrzklimatyczne zmienności naturalne oraz ekstremalne zdarzenie pogodowe. Przy wysokim scenariuszu emisji, jej całe stopnienie podniosłoby światowy poziom morza o 7 metrów. Jednak wierząc w kreatywność i rozumność naszej cywilizacji, raczej do tego nie dopuścimy nigdy.

—

Referencje:

1. Guest Posts, 2019 ; Guest post: How the Greenland ice sheet fared in 2019 ; Carbon Brief ; https://www.carbonbrief.org/guest-post-how-the-greenland-ice-sheet-fared-in-2019
2. Wood M. et al., 2021 ; Ocean forcing drives glacier retreat in Greenland ; Science Advances ; https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aba7282
3. National Snow & Ice Data Center, 2021 ; Rain at the summit of Greenland ; Greenland Ice Sheet Today ; http://nsidc.org/greenland-today/2021/08/rain-at-the-summit-of-greenland/

Arktyka to obszar lodu i morza, ale na którym również jest życie niewielu specyficznych gatunków polarnych, zagrożonych przez coraz większe ocieplenie Ziemi. W szczególności ten rejon Ziemi nagrzewa się ponad 2,5 razy szybciej niż inne rejony naszej planety. W świadomości ludzi utkwił przede wszystkim jeden gatunek zwierzęcia, który zamieszkuje Arktykę. Jest nim niedźwiedź polarny (Ursus maritimus) – szczytowy drapieżnik.

Naukowcy z Uniwersytetu Alberty w Edmonton w Kanadzie: Andrew E. Derocher, profesor Wydziału Nauk Biologicznych specjalizujący się w ekologii i dynamice populacji niedźwiedzi polarnych, Nicholas J. Lunn, doktor ds. Ekologii Niedźwiedzi Polarnych i Morskich Ekosystemów Arktyki, oraz Ian Stirling, emerytowany profesor, polarny zoolog i ekolog, w tym światowej sławy specjalista w dziedzinie dotyczącej niedźwiedzi polarnych, zwrócili szczególną uwagę, że jeśli ocieplenie klimatu trwałoby krótki czas to by nawet poprawiło sytuację życiową niedźwiedzi polarnych, zwłaszcza przy większej liczbie lodu jednorocznego (cienkiego) niż wieloletniego (grubego), gdyż istniałoby też duże prawdopodobieństwo pojawiania się fok jako potencjalnych ofiar dla tych drapieżników. Jednak gdyby temperatura globalna i przede wszystkim w regionie Arktyki miała poważnie przyspieszyć, to odbiłoby się to na niekorzyść tych zwierząt i wielu innych gatunków arktycznych. ¹

Niedźwiedź polarny to gatunek polujący na swoje ofiary głównie na lodzie, na którym przez większość życia swojego także się przemieszcza. Do ulubionych ofiar tego drapieżnika należą takie gatunki jak: foki obrączkowane (Phoca hispida) i foki brodate (Erignathus barbatus) (Thomas G. Smith, 1980 ; Stirling i Archibald, 1977). Ponadto do menu tych zwierząt są zaliczane: foki grenlandzkie (Phoca groenlandica), białuchy arktyczne (Delphinapterus leucas), narwale (Monodon monoceros) i morsy (Odobenus rosmarus) (Thomas G. Smith, 1985 ; Smith i Sjare, 1990 ; Calvert i Stirling, 1990 ; Derocher i in. , 2002), ale obecnie te gatunki zwierząt morskich wydają się być mniej ważnym źródłem energii dla większości populacji. ¹

Tak więc, niedźwiedzie polarne te są nieodzownie bardzo zależne od obecności lodu, na którym polują, ale i również wychowują młode i odpoczywają. Niestety, jak już wiemy, lód w Arktyce bardzo szybko zanika. Kurczy się z dekady na dekadę nie tylko jego zasięg geograficzny, ale i też grubość, co stanowi właśnie poważne zagrożenie dla tych drapieżnych ssaków. Im mniej lodu, tym mniej energii u tych ssaków aby móc skutecznie upolować jakieś zwierzę.

Jak już wspomnieliśmy, głównym menu dla niedźwiedzi polarnych są foki obrączkowane, które jako pokarm dostarczają im energii na cały rok, zwłaszcza późną wiosną i wczesnym latem. Gatunek tej foki ma zasięg geograficzny, który sięga dalej, do cieplejszych stron na średnie szerokości, min. do Bałtyku. Niestety, niedźwiedzie polarne są w dużej mierze zależne od klimatu polarnego.

Młode są często niedożywione i niestety rzadko przeżywają. A jak przeżywają, to są bardzo osłabione. Podobnie ich matki, którym bardzo często brakuje mleka dla młodych. Duże samce zapewne radzą sobie lepiej, ale i tez są narażone na stres z powodu dość częstych sytuacji, gdy w porze letniej zasięg pomiędzy jedną a drugą krą jest bardzo odległy i zwierzęta te są zmuszone przepływać nawet bardzo duże dystanse. Często kończy się to tragicznie. ²

—

Fot. Samica niedźwiedzia polarnego z młodym na styku oceanu z morskim lodem. STOCK PHOTO/Getty Images

—

Okres zimowy u tych zwierząt późno się zaczyna i wcześniej się kończy, co bardzo źle wpływa na kondycję wielu osobników niedźwiedzi polarnych. Bardzo groźnym zjawiskiem jest zapadanie się nor budowanych przez samice w pakach lodowych, co stanowi poważne śmiertelne zagrożenie dla młodych. ²

Wzrastająca temperatura w regionie Arktyki sprzyja rozwojowi patogenów. Dlatego też niedżwiedzie polarne są podatne na różnego rodzaju infekcje chorobowe

Eric V. Regehr, z Zarządu Morskich Ssaków, Obsługi Ryb i Dzikiego Życia w Anchorage w USA na Alasce, oraz jego współpracownicy, za pomocą swoich wyników badań terenowych w całej Arktyce, w ubiegłej dekadzie nakreślili niezbyt optymistyczne informacje na temat przyszłości niedźwiedzi polarnych ³.

Naukowcy w swoich badaniach podzielili Arktykę na 19 regionów, czyli 19 subpopulacji niedżwiedzia polarnego. I stwierdzili następujące fakty:

1. Trzy subpopulacje są obecnie w spadku

(w Zatoce Baffina. W Zatoce Kane’a i w południowej części Morza Beauforta)

2. Sześć subpopulacji niedźwiedzi polarnych uznano obecnie za stabilne, na podstawie 12-letniego okresu skoncentrowanego na 2015 r.

(w Cieśninie Davisa, Basenie Foxe’a, Zatoce Boothia, w północnej części Morza Beauforta, w południowej i zachodniej części Zatoki Hudsona)

3. Jedna subpopulacja wydaje się, że wzrasta

(w kanale M’Clintocka, choć w porównaniu z latami 70-tymi liczba tej subpopulacji niedźwiedzi polarnych jest znacznie mniejsza)

4. Brak wystarczających danych dotyczących pozostałych dziewięciu populacji, aby stwierdzić, czy liczebność niedźwiedzi polarnych wzrosła czy spadła

(basen arktyczny, Morze Barentsa, wschodnia Grenlandia, Morze Karskie, Cieśnina Lancastera, Morze Łaptiewów, Zatoka Norweska, Cieśnina Melville’a i Morze Czukockie)

—

Rys.1. Cztery ekoregiony niedźwiedzi polarnych i 19 subpopulacji. Ekoregiony zbieżne: Wschodnia Grenlandia (EG) i Północne Morze Beauforta (NB). Ekoregiony rozbieżne: Południowe Morze Beauforta (SB), Morze Czukockie (CS), Morze Łaptiewów (LP), Morze Karskie (KS) i Morze Barentsa (BS). Ekoregiony archipelagu: Kanał M’Clintocka (MC), Cieśnina Melville’a (VM), Zatoka Norweska (NW), Basen Kane’a (KB), Cieśnina Lancastera (LS) i Zatoka Boothia (GB). Ekoregiony sezonowe: Zachodnia Zatoka Hudsona (WH), Basen Foxe’a (FB), Zatoka Baffina (BB), Cieśnina Davisa (DS) i Południowa Zatoka Hudsona (SH). Subpopulacja Basenu Arktycznego (AB) prawdopodobnie ma niewiele przez cały rok osobników niedźwiedzi polarnych i została wykluczona z analiz (patrz elektroniczny materiał uzupełniający).(Eric Regehr et al., 2016).

—

Profesor Andrew Derocher w artykule Carbon Brief (j.w.) w grudniu 2022 roku powiedział:

„Bez lodu morskiego nie ma ekosystemu lodu morskiego – a utrata tego ekosystemu obejmuje utratę niedźwiedzi polarnych.”

Doktor Steven Armstrup z Alaskańskiego Centrum Nauki w Anchorage, wraz ze swoim zespołem naukowym, już w 2008 roku ustalił, że wyżej wymienone 19 subpopulacji można podzielić na cztery ekoregiony oparte o roczny schemat utraty i przyrostu lodu morskiego: ⁴

1. Sezonowy ekoregion lodowy

Bogate środowisko” pozwala niedźwiedziom przybrać na wadze wiosną. Ale latem lód całkowicie się topi, więc niedźwiedzie polarne są spychane na brzeg i w dużej mierze żyją ze swoich zapasów tłuszczu, dopóki lód się nie zreformuje.2.

2. Rozbieżny ekoregion lodowy

Region ten historycznie pokrywał lód przez cały rok. Jednak w miarę ocieplania się klimatu lód morski cofa się coraz dalej od brzegu.

3. Zbieżny ekoregion lodowy

W tym regionie latem wzdłuż wybrzeża gromadzi się lód, co pozwala niedźwiedziom pozostawać na lodzie morskim przez cały rok.

4. Ekoregion Archipelagu

Pełne pokrycie lodem przez cały rok. Region ten „prawdopodobnie będzie ostatnim schronieniem dla niedźwiedzi polarnych i ich ofiar”

Basen Kane’a (KB – Kane Basin), leżący na północnym zachodzie Kanady między Wyspą Ellesmere’a a północno-zachodnią Grenlandią jest dość wyjątkowym regionem w odniesieniu do subpopulacji niedźwiedzi polarnych. Okazuje się, że zmiana regionalna w tym obszarze polarnym, prowadząca, przy zachowaniu grubego lodu jako trwałego, do zmiany cieńszego lodu rocznego trwałego na sezonowy (bez lata), wpływa korzystnie na życie tych drapieżników. W sezonie letnim pewne obszary bez lodu zwiększają produkcję biologiczną, a więc poszerzają bazę pokarmową dla niedźwiedzi.

Kristin L. Laudre z Polarnego Centrum Naukowego na Uniwersytecie im. Waszyngtona w Seattle wraz ze swoim zespołem badawczym przedstawiła powyższe spostrzeżenia, informując, że nie w każdym przypadku dana subpopulacja jest narażona na szkodlwe oddziaływania. Takim właśnie wyjątkiem jest zbadany przez naukowców basen Kane’a (nazwa pochodzi od XIX-wiecznego amerykańskiego odkrywcy Elisha Kane’a). ⁵

—

Rys.2. Basen Kane’a, Nunavut, Kanada. Nunavut (kolor żółty), Grenlandia (kolor biały), Północno – zachodnie terytoria (kolor różowy) (Wikipedia).

—

W badaniu powyższym zostały zaobserwowane zmiany w przemieszczaniu się niedźwiedzi polarnych, zasięgach sezonowych. Ponadto został dokładnie zbadany stan ich ciał oraz wskaźniki reprodukcji uzyskane z badań przechwytywania-odzyskiwania (fizycznego i genetycznego) oraz telemetrii satelitarnej w dwóch okresach badawczych (1993–1997 i 2012– 2016).

Dr Eric Regehr – wspomniany wcześniej jeden z ekspertów badających populację niedźwiedzi polarnych, obecnie pracujący w Seatlle na Uniwersytecie im. Waszyngtona – w tym samym artykule dla Carbon Brief wyjaśnił, dlaczego przerzedzenie lodu może tymczasowo pomóc niektórym niedźwiedziom polarnym: ²

„Historycznie rzecz biorąc, w Arktyce było za dużo lodu morskiego dla niedźwiedzi. Wieloletni lód morski może mieć grubość 10 metrów, więc hamuje produktywność. Istnieje więc przejściowe zjawisko polegające na tym, że w niektórych obszarach arktycznych, gdy robi się cieplej i topnieje lód morski, warunki stają się odpowiednie.

„Ważne jest, aby zdać sobie sprawę, że w pełni oczekujemy, że będzie to zjawisko przejściowe, biorąc pod uwagę, że dzisiejsza zmiana klimatu jest napędzana emisjami gazów cieplarnianych, a to jest swego rodzaju siła napędowa w jedną stronę.”

Na obszarze południowo-wschodniej Grenlandii, gdzie została niedawno odkryta subpopulacja niedźwiedzi polarnych korzystająca z topnienia lodowców wylotowych i dostawania się do północnego Atlantyku dużej ilości słodkiej wody. W tym rejonie jest także wiele gatunków fok, na które oczywiście polują niedźwiedzie polarne. Ogólnie mówiąc, żyjące tam zwierzęta nie korzystają z lodu morskiego, ale lodu lodowcowego, czyli topniejącego w fiordach południowo-wschodniej Grenlandii.

Nowsze badanie zespołowe Kristin Laudre z 2022 roku skupia się właśnie na zbadaniu tejże specyficznej, genetycznie odrębnej populacji niedźwiedzi polarnych, które przystosowały się do habitatu lodowo-morskiego, w którym wodach jest tak zwany melanż lodowcowy, czyli mieszanina słodkiej i słonej wody. ⁶

Zdaniem naukowców, gdy klimat będzie dalej niebezpiecznie się ocieplał, tego typu refugia polarne mogą być ostatnimi schronami dla niedźwiedzi polarnych i wielu innych gatunków polarnych.

Prace terenowe polegające na chwytaniu osobników niedźwiedzi polarnych i badaniu ich kondycji zdrowotnej (np. do biopsji, w celu pobrania małych próbek tkanek do analizy genetycznej) dostarczyły wielu cennych danych o tejże unikatowej arktycznej populacji tych drapieżników.

Ponadto naukowcy zastosowali badania satelitarne w celu monitoringu zasięgów geograficznych niedźwiedzi polarnych (np. śledzenia warunków lodowych w siedliskach tych zwierząt). Do tego celu wykorzystano spektroradiometr obrazujący o średniej rozdzielczości na satelitach NASA Terra i Aqua. ⁷

Dane topograficzne z Narodowego Centrum Danych Śniegu i Lodu (NSIDC – National Snow and Ice Data Center) posłużyły do udokumentowania warunków panujących we fiordach i środowisku lodu morskiego na morzu na południowowschodnich wybrzeżach Grenlandii.

—

 

Rys.3. Powyższa mapa, oparta na satelitarnych danych telemetrycznych z lat 1993–2021, pokazuje siedlisko subpopulacji południowo-wschodniej Grenlandii (fioletowy kolor) w porównaniu z sąsiednią subpopulacją północno-wschodniej Grenlandii (pomarańczowy kolor). Niedźwiedzie polarne w południowo-wschodniej subpopulacji występują na 27 749 kilometrów kwadratowych (10 714 mil kwadratowych) górskich i zlodowaciałych siedlisk przybrzeżnych; niedźwiedzie na północnym wschodzie znajdują się na obszarze 671 208 kilometrów kwadratowych (259 155 mil kwadratowych), głównie lodu morskiego (Żródło: NASA Earth Observatory).

—

Ten region subarktyczny ma ponad 250 dni bez lodu morskiego każdego roku. Niedźwiedzie polarne łatwo przystosowały się do nowych warunków.

Laudre zauważyła, wypowiadając się dla magazynu Eos, że te zwierzęta w pewnym sensie są domownikami, żyjącymi w najbliższych fiordach. W przeciwieństwie do wielu innych subpopulacji arktycznych bardzo niewiele się przemieszczają. Zaledwie 10-15 km², a tradycyjne subpopulacje niedźwiedzi polarnych potrafiły nawet poszerzać swoje zasięgi geograficzne o 1000 km². ⁸

—

Referencje:

1. Derocher A. E. et al., 2004 ; Polar Bears in a Warming Climate ; Integrative & Comparative Biology ; https://academic.oup.com/icb/article/44/2/163/674253?login=false
2. Tandon A. et al., 2022 ; Polar bears and climate change: What does the science say? ; Carbon Brief ; https://interactive.carbonbrief.org/polar-bears-climate-change-what-does-science-say/
3. Regehr E. V. et al., 2016 ; Conservation status of polar bears (Ursus maritimus) in relation to projected sea-ice declines ; Biology Letters ; https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsbl.2016.0556
4. Amstrup S. C., 2021 ; Four Sea Ice Ecoregions ; Polar Bears International ; https://polarbearsinternational.org/news-media/articles/sea-ice-arctic-habitat-ecoregions
5. Laidre K. L. et al., 2020 ; Transient benefits of climate change for a high-Arctic polar bear (Ursus maritimus) subpopulation ; Global Change Biology ; https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/gcb.15286
6. Laidre K. L. et al., 2022 ; Glacial ice supports a distinct and undocumented polar bear subpopulation persisting in late 21st-century sea-ice conditions ; Science ; https://www.science.org/doi/10.1126/science.abk2793
7. Landsat Image Gallery, 2022 ; Scientists Discover a Polar Bear Subpopulation ; NASA ; https://landsat.visibleearth.nasa.gov/view.php?id=149977
8. Cutts E., 2022 ; Glacial Ice Offers Polar Bears a Precarious Climate Refuge ; Eos ; https://eos.org/articles/glacial-ice-offers-polar-bears-a-precarious-climate-refuge

 

Połynie. Otwarte wody bez lodu. Obecnie odkąd ocieplany jest klimat z powodu spalania paliw kopalnych i znaczącego wylesienia kontynentów, połynie, zarówno w Arktyce, jak i w Antarktyce są coraz częstszym zjawiskiem. Jest to niepokojące zjawisko, gdyż występowanie coraz większej liczby obszarów bez lodu stanowi zagrożenie dla zwierząt, których habitaty są z nim związane.

W szczególności jest to przerażające, gdy połynie zaczęły występować w miejscach, w których dotąd lód był stabilny. I był to lód wieloletni.

George William Kent Moore z Wydziału Fizyki na Uniwersytecie w Toronto i z Wydziału Nauk Chemicznych i Fizycznych, Instytutu w Mississauga na Uniwersytecie w Toronto oraz Axel Schweiger, Jinlun Zhang i Mike Steele z Centrum Polarnych Nauk w Laboratorium Fizyki Stosowanej na Uniwersytecie Waszyngtońskim w Seattle, omówili ciekawy przypadek powstania pod koniec lutego 2018 r we wschodnim sektorze Ostatniego Obszaru Lodowego (LIA – Last Ice Area), u wybrzeży północnej Grenlandii na Morzu Wandela, rozległego obszaru wodnego wolnego od lodu zwanego połynią ¹.

Obszar ten, objęty zdjęciami satelitarnymi dotychczas nie był znany z rozwoju połyń. Odkrycie to wzbudziło zainteresowanie obserwatorów Arktyki i społeczności naukowej, stawiając pytania o naturę i przyczynę tego niezwykłego wydarzenia.

—

Rys.1. Spojrzenie na koncentrację lodu morskiego w dniu 25 lutego, na którym widać połynię na północ od Grenlandii (William G. K. Moore i inni, 2018).

—

Połynia ta w lutym 2018 roku miała nawet średnicę dochodzącą do 100 kilometrów, dzięki powstałej adwekcji bardzo silnych wiatrów, które na duże odległości wręcz wywiały stary gruby, wieloletni lód, tworząc początkowo na ogromnym obszarze otwarte wody, które póżniej zostały już zastąpione tylko cienkim rocznym lodem, który utrzymywał się do pory letniej, do sierpnia, gdy ponownie nastąpiły wiatry, ale znacznie słabsze niż zimą, które z łatwością ponownie zmiotły, ale już cienki lód, tworząc znowu szeroką przestrzeń wodną wolną od lodu, dzięki czemu słońce intensywnie nagrzewało Morze Wandela, co też z kolei sprzyjało szybszemu podpowierzchniowemu topnieniu sąsiednich kier lodowych.

Do celów badawczych dynamiki i ewolucji połyni naukowcy wykorzystali dane o stężeniu lodu morskiego z zapisu danych klimatycznych NOAA/NSIDC w oparciu o instrumenty pomiarowe satelitarne SMMR, SSM/I i SSMIS w rozdzielczości 25 km od 1979 r. (Meier i inni, 2014), a także pozyskali dane zestawu ASI z Uniwersytetu z Bremy, oparte na przyrządach AMSR-E 2 (Advanced Microwave Scanning Radiometer 2) przy rozdzielczości 6,25 km od 2002 r. (Spreen i inni, 2008).

Z kolei dane ciśnienia powierzchniowego, temperatury powietrza, prędkości i kierunku wiatru zespół naukowy Kenta Moore’a mógł pobierać co 3 godziny podczas prowadzenia powyższych badań naukowych, dzięki udostępnieniu ich przez Duński Instytut Meteorologiczny (DMI – Danish Meteorological Institute) obsługujący dwie stacje meteorologiczne w północnej Grenlandii (Cappelen, 2018):

1. na Station Nord (SN: 81,6°N; 16,65°W, od 1961 do chwili obecnej)
2. na Kap Morris Jessup (83,65°N; 33,37°W, 1985 do chwili obecnej).

Ponadto, do głębszej analizy dynamiki połyni uczeni wykorzystali dane z Systemu modelowania i asymilacji panarktycznego oceanu lodowego (PIOMAS – Pan-Arctic Ice Ocean Modeling and Assimilation System) (Jinlun Zhang i D. A. Rothrock, 2003).

Standardowy przebieg PIOMAS (SPINUP) asymiluje satelitarną koncentrację lodu morskiego i w badaniach został wykorzystany do zapewnienia warunków początkowych dla przebiegów modelowych opisanych w tejże pracy (Axel J. Schweiger i inni, 2011).

Przebiegi PIOMAS, które są stymulowane przez wymuszenia antropogeniczne, zostały wybrane w celu określenia:

1. w jaki sposób połynia w 2018 roku ewoluowała, kiedy lód morski był jeszcz grubszy, a adwekcja ciepłego powietrza słabsza
2. kiedy w przyszłości przewiduje się, że lód morski będzie cieńszy

Naukowcy w symulacjach modeli zainicjowali przebieg dynamiki lodu morskiego do 1 stycznia 2035 r. Następnie przetestowali wpływ wymuszania wiatru redukując przy tym wiatry przyziemne o 25% i 50% w porównaniu z wartościami z 2018 r. w okresie od 15 lutego do 1 marca.

Na koniec przetestowali wpływ wysokich temperatur podczas otwierania się polyni, wykonując również przebieg z zimniejszym wymuszeniem termicznym z 1979 roku.

Naukowcy w swojej pracy napisali:

Należy zauważyć, że PIOMAS nie jest sprzężony z modelem atmosferycznym, a zatem nie będzie w pełni uchwycał interakcji powietrze-morze związane z ewolucją połyni.

Zdarzenie to związane z otwieraniem połyni, odpowiedzialne za silne wiatry i ciepłe temperatury, miało miejsce podczas dodatniej fazy północnoatlantyckiej oscylacji (NAO _North Atlantic Oscillation). A z zamknięciem jej podczas nadejścia fazy ujemnej NAO, charakterystycznej z występowaniem słabszych wiatrów i chłodniejszych temperatur.

—

Naukowcy po tak ekstremalnym zdarzeniu związanym z połynią w 2018 roku, sądzili, że jest ono wyjątkowo rzadkim i nie tak prędko się zdarzy ponownie. Sugerowali się tym, że zimą 2020 roku morski arktyczny lód był względnie stabilny w LIA i badacze byli pewni dzięki temu, że nie będzie on tak szybko topnieć w porze letniej. Jednak pomylili się.

Ponownie, Axel Schweiger, Michael Steele, Jinlun Zhang, George William Kent Moore i dodatkowo Kristin Laudre – także z Centrum Polarnych Nauk w Laboratorium Fizyki Stosowanej na Uniwersytecie Waszyngtońskim w Seattle, zaobserwowali, że gruby, wieloletni lód w sierpniu 2020 roku został ponownie „zaatakowany” przez bardzo silne i gwałtowne ciepłe wiatry wiejące z południa, które tak samo na odległość 100 kilometrów dokonały gigantycznej „przerębli” rozpychając, zarówno, wieloletni, jak i jednoroczny lód. I w ten sposób po dwóch latach znowu w okresie letnim wytworzyła się ogromna połynia powodująca intensywne nagrzewanie się otwartych wód na Morzu Wandela i szybsze roztapianie grubych kier w sąsiedztwie tego obszaru. Wschodni sektor „Ostatniego Obszaru Lodowego” został ponownie zdestabilizowany ².

Naukowcy stwierdzili, że trasa niemieckiego lodołamacza Polarstern, podczas wyprawy badawczej w latach 2019-2020, została wytyczona przez zdjęcia satelitarne pokazujące rozległe obszary ukazujące koncentrację lodu na wodach otwartych i na morzu Wandela. Ogólnie pokrycie lodu morskiego (SIC) w tym rejonie było bardzo niskie i wynosiło 70% na szerokości 87°N.

Badania powyższe wykonane zostały na obszarze Morza Wandela (WS – Wandel Sea) na szerokościach geograficznych 81,5°N–85°N oraz na długościach geograficznych 10°W–50°W, czyli dokładnie na tym samym obszarze, na którym zostało zaobserwowane to samo zdarzenie w lutym 2018 r .

—

Fot.1. W maju 2020 roku na północ od Wyspy Ellesmere po raz pierwszy zaobserwowano połynię o powierzchni 3000 kilometrów kwadratowych. Szczelina uformowana w strefie ostatniego lodu, która ma być ostatnim bastionem lodu morskiego w ocieplającej się Arktyce. Źródło: NASA EOSDIS Worldview

—

25 lipca 2020 roku dzienna pokrywa lodu morskiego na Morzu Wandela spadła poniżej 80%.

Przy wykorzystaniu nowych badań na temat grubości lodu, z danych PiOMAS i satelity CryoSat-2/SMOS oraz na temat anomalii adwekcji i ruchu lodu za pomocą modelu lodu morskiego, naukowcy zidentyfikowali przyczynę rekordowych spadków lodu morskiego latem 2020 roku.

Zespół Schweigera stwierdził, że około 80% tych spadków wynikało z czynników związanych z pogodą, takich jak wiatr załamujący się i poruszający się lód. Pozostałe 20%, czyli jedna piąta, było spowodowane długotrwałym przerzedzaniem się lodu morskiego w wyniku globalnego ocieplenia.

14 sierpnia 2020 r. wystąpiło rekordowo niskie minimum pokrywy lodu morskiego (SIC – Sea Ice Cover), które wyniosło 52%.

Kilka wcześniejszych wysokich minimów SIC w regionie Morza Wandela było w następujących latach: 1985: 57 %, 1990: 67 % i 1991: 62 %.

Utrata lodu morskiego w okresie letnim na dowolnym obszarze następuje w odpowiedzi na adwekcję lodu (tj. dynamikę) i topnienie lodu (tj. termodynamikę).

Aby zrozumieć przyczyny utraty lodu morskiego na Morzu Wandela latem 2020 roku, do badań naukowcy ponownie wykorzystali dane z systemu modelowania i asymilacji panarktycznego oceanu lodowego (PIOMAS).

Ponadto naukowcy wykorzystali do przebiegu swoich badań dzienne średnie dane z reanalizy NCEP/NCAR wykorzystywane jako wymuszanie atmosferyczne, tj.:

1. do wysokości 10 metrów wiatry przyziemne
2. Na wysokości 2 metrów temperatura powietrza przy powierzchni,
3. wilgotność właściwa
4. opady
5. parowanie
6. promieniowanie długofalowe w dół
7. ciśnienie na poziomie morza
8. frakcja chmur służąca do obliczania downwellingu promieniowania krótkofalowego

Komponenty masy lodu morskiego i budżetów cieplnych górnych warstw oceanu były obliczane bezpośrednio z danych wyjściowych modelu PIOMAS.

Anomalie adwekcji lodu dominują w miesięcznej zmienności od 1979 do 2020 roku, ale bez długoterminowego trendu. Anomalna adwekcja lodu w czerwcu, lipcu i sierpniu (JJA – June, July, August) 2020 jest zasadniczo ujemna (tj. Strata grubości lodu morskiego (SIT – Sea Ice Thickness), chociaż kilka wcześniejszych lat również ma anomalie o podobnej wielkości. Anomalie ruchu lodu w lipcu i sierpniu pokazują, że lód jest odsuwany na północny zachód od Morza Wandela (WS).

—

Rys.2. Ostatni obszar lodowy o raz obszar badań na Morzu Wandela (Axel Schweiger i inni, 2021).

—

Naukowcy podkreślili, że produkcja lodu w miesiącach letnich JJA w 2020 r. miała rekordowo niską wartość ubytku grubości lodu morskiego (SIT), wynoszącego  -0,3 m/miesiąc. W rzeczywistości wszystkie lata od 2016 roku wykazały ujemne anomalie produkcji lodu JJA.

Jakub Małecki, glacjolog z Uniwersytetu Adama Mickiewicza w Poznaniu, na łamach serwisu Nauka o klimacie napisał ³:

Początkowo odchylenie od wieloletniej normy wynosiło kilkanaście procent, ale w połowie sierpnia zlodzenie było niższe od średniej niemal o połowę, bijąc dotychczasowe rekordy. Obszar otwartej wody był ogromny, a otaczała go potężna powierzchnia wodno-lodowej mieszanki, z koncentracją lodu niestanowiącą problemu dla przepływającego nieopodal lodołamacza Polarstern. Jego dowództwo zdecydowało się wykorzystać te warunki i w sierpniu 2020 roku (pod koniec trwania ekspedycji MOSAiC) popłynąć ku biegunowi północnemu.

Axel J. Schweiger ze swoim zespołem naukowym w swojej pracy napisali z niepokojem na temat zagrożenia fauny arktycznej:

Ostatni Obszar Lodowy (LIA – Last Ice Area) jest uważany za ostatnie schronienie dla związanych z lodem arktycznych ssaków morskich, takich jak niedźwiedzie polarne ( Ursus maritimus ), foki obrączkowane ( Pusa hispida) i foki brodate ( Erignathus barbatus) oraz morsy ( Odobendus rosmarus ). LIA jest również ważny dla mew modrodziobych (Pagophila eburnea), które rozmnażają się w północnej Grenlandii.

—

Fot.2. Polarstern w drodze do bieguna północnego w ramach ekspedycji MOSAiC. Fot. Alfred Wegener Institut/Stefen Graupner/CC BY-4.0

 

Konkluzja na temat lodu morskiego w Arktyce jest taka, że pomimo jeszcze „ratującego” go tworzenia się adwekcji układów niżowych przynoszących wysoki stopień zachmurzenia w drugiej połowie lata, dzięki czemu dochodzi mniej promieni słonecznych do powierzchni morskiej i lodowej, to i tak, jak się dowiadujemy z wyników badań naukowych, powstają obszary destabilizujące, takie jak rejon Morza Wandela, gdzie ekstremalne wiatry południowe stają się przyczyną powstawania rozległych połyni, czyli otwartych ciemnych wód bardzo silnie nagrzewających się w okresie letnim i przyspieszającym podpowierzchniowe topnienie sąsiednich obszarów lodowych, zarówno paków, jak i kier.

—

Referencje:

1. Moore G. W. K. et al., 2018 ; What Caused the Remarkable February 2018 North Greenland Polynya? ; Geophysical Research Letters ; https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2018GL080902
2. Schweiger A. J. et al., 2021 ; Accelerated sea ice loss in the Wandel Sea points to a change in the Arctic’s Last Ice Area ; Communications Earth & Environment ; https://www.nature.com/articles/s43247-021-00197-5
3. Małecki J., 2021 ; Ostatni obszar lodu ; Nauka o klimacie ; https://naukaoklimacie.pl/aktualnosci/ostatni-obszar-lodu/

Lód morski, zarówno w Arktyce, jak i w Antarktyce, topnieje nie tylko w stosunku do powierzchni – czyli jego zasięgu geograficznego, ale i również w stosunku do jego objętości i grubości.

Polarne Centrum Naukowe (Polar Science Center) zajmuje się systematycznymi badaniami objętości i grubości lodu. W ramach jego działalności tworzy się reanalizy objętości lodu Morza Arktycznego za pomocą Panarktycznego Systemu Modelowania i Asymilacji Lodu Oceanicznego (PIOMAS – Pan-Arctic Ice Ocean Modeling and Assimilation System) oraz gromadzi się pomiary grubości lodu, za pomocą pobierania i mierzenia rdzeni lodowych bądź za pomocą metod satelitarnych. Pomiary w zanurzeniu pod wodą dokonuje się przy użyciu sonarów podwodnych lub systemów radarowych.

Ron Kwok – naukowiec NASA z Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie w Kalifornii – dokonał oceny badań w ostatnich 60 latach (1958–2018) wielkoskalowych zmian grubości, objętości lodu morskiego oraz stopień pokrycia wieloletniego lodu (MYI – Multi-Year Ice) ¹².

Na podstawie dostępnych pomiarów z sonarów podwodnych, wysokościomierzy satelitarnych (ICESat i CryoSat-2) oraz skaterometrów satelitarnych, naukowiec stwierdził, że od 1958 r. pokrywa lodowa Oceanu Arktycznego systematycznie przekształca się z wieloletniego, grubszego, starszego lodu na roczny, cieńszy, młodszy. Ale obecnie przy tak niewielkiej ilości wieloletniego lodu tempo zmniejszania się jego grubości wyraźnie uległo spowolnieniu. A świeży, młodszy lód rośnie szybciej, chociaż jest bardziej narażony na oddziaływanie silnie wiejących wiatrów. Więc, zdaniem badacza, jego grubość jest teraz bardziej zmienna niż zdominowana przez efekt globalnego ocieplenia.

—

Fot. Satelita ICESat na orbicie (Wikipedia)

—

 

Rys. Satelita CryoSat-2 należący do ESA mierzy lód morski w regionach polarnych (Źródło: British Antarctic Survey).

—

W ujęciu regionalnym już w 1999 roku D. A. Rothrock, wraz ze swoimi współpracownikami z Uniwersytetu Waszyngtońskiego w Seattle, zidentyfikował 29 miejsc, w których wcześniejsze tory okrętów podwodnych albo krzyżują się, albo są blisko równoległe do torów rejsowych z lat 90 XX wieku. Na tych skrzyżowaniach oszacowali błędy pomiarowe na 0,3 m.

29 tych lokalizacji jest następnie przypisanych do jednego z sześciu regionów: Przylądek Czukocki, Morze Beauforta, Basen Kanady, Biegun Północny, Basen Nansena i Arktyka Wschodnia.

Aby porównać satelitarne dane, dotyczące grubości lodu z satelitów: ICESat i CryoSat-2, z danymi dotyczącymi łodzi podwodnych, w 29 lokalizacjach średnie grubości próbek były pobrane z miesięcznych pól satelitarnych i skorygowane sezonowo do 15 września przy użyciu modelowanego cyklu rocznego.

Zmiany grubości lodu przedstawiają średnie regionalne grubości lodu morskiego w Arktyce z czterech okresów:

1. analiza regresji okrętów podwodnych (1958-1976)
2. analiza regresji okrętów podwodnych (1993-1997)
3. badania lidarowe satelity ICESat (2003-2007)
4. badania lidarowe satelity CryoSat-2 (2011-2018)

—

Film: Objętości minimalne morskiego arktycznego lodu (1979-2021)

—

W zapisach okrętów podwodnych (pierwsze dwa okresy), oddzielonych o około 28 lat, średnia grubość lodu zmniejszyła się o 1,4 m (lub 46%), z 3,0 do 1,6 m w większości głębokowodnej części Oceanu Arktycznego. Spadki są większe w środkowej Arktyce (basen Kanady, biegun północny i basen Nansena) i wschodniej Arktyce niż w morzach Beauforta i Czukockiego.

Dane ICESat i CryoSat-2 pokazują dalsze spadki grubości, choć raczej mniejsze. W ciągu mniej więcej 10 lat, między okresem okrętów podwodnych po 1990 r. a okresem ICESat, średnia grubość zmniejszyła się o kolejne 0,2 m lub 12% grubości. W stosunku do okresu okrętów podwodnych sprzed 1990 r., między okresami satelitarnymi ICESat i CryoSat-2, trwającymi około 8 lat, średnia grubość zmniejszyła się o kolejne 0,4 m (do 1,0 m), Pod koniec sezonu topnienia średnia grubość w tych rejonach zmniejszyła się o 2,0 m lub około 66% w ciągu sześciu dekad.

Całkowite przerzedzenie, od maksymalnej grubości 3,64 m w 1980 roku w wynikach analizy regresji łodzi podwodnej, nie zmieniło się istotnie w okresie zimowym (luty–marzec). Średnia grubość lodu jest teraz bliska 2 m. Z kolei w okresie jesiennym (październik-listopad) prawdopodobnie średnia grubość lodu wzrosła z mniej niż 1 m, po zakończeniu lata 2007 roku. Jednak największy kontrast w zapisie miał miejsce między grubością lodu w latach 80 XX wieku a połową drugiej dekady XXI wieku.

We wcześniejszych latach przerzedzenie lodu było niezwykłe, ponieważ miało miejsce, gdy większa część Oceanu Arktycznego była pokryta wieloletnim lodem morskim (MYI – Multi-Year Ice). W porównaniu z późniejszymi zapisami satelitów ICESat i CryoSat-2 wszystko na to wskazuje, że zmiany w przerzedzeniu będą mniejsze wraz ze zwiększaniem się pokrycia cieńszego lodu sezonowego. Tak wskazują wyniki badań Kwoka w obszarach objętych badaniami (29 lokalizacji w 6 regionach Arktyki).

—

Badania dwóch satelitów: ICESat (2003-2008) i CryoSat-2 (2011-2018), pokazane na rysunku poniżej, pokazały następujące spadki średniej objętości lodu morskiego w okresach pór roku:

1. okres jesienny (październik-listopad) – o 287 km³/rok
2. okres zimowy (luty-marzec) – o 513 km³/rok

—

Referencje:

1. Kwok R., 2018 ; Arctic sea ice thickness, volume, and multiyear ice coverage: losses and coupled variability (1958–2018) ; Environmental Research Letters ; https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aae3ec
2. Rothrock D. A. et al., 1999 ; Thinning of the Arctic sea-ice cover ; Geophysical Research Letters ; https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/1999gl010863

Działalność człowieka pod względem emisji gazów cieplarnianych i ocieplania regionu Arktyki wiąże się zarówno z utratą habitatów gatunków polarnych, jak i miejsca bytowania ludzi związanych z lodem, np. Inuitów. Ponadto wzmocnienie ocieplenia Arktyki skorelowane z obniżonym gradientem temperatury pomiędzy nią a równikiem, już doprowadza do wielu zmiennych wzorców pogodowych na średnich szerokościach geograficznych, co bardzo niekorzystnie wpływa na gatunki zamieszkujące je.

Dirk Notz z Instytutu Meteorologii im. Maxa Plancka w Hamburgu oraz Julienne Stroeve z Narodowego Centrum Danych Lodu i Śniegu (NSIDC – National Snow And Ice Data Center) na Uniwersytecie w Boulder w Kolorado, za pomocą przez siebie symulowanych modeli klimatycznych stwierdzili zależność liniową taką, że lód morski we wrześniu traci 3 ± 0,3 metrów kwadratowych powierzchni na tonę metryczną emisji CO₂. ¹

Naukowcy oszacowali wrażliwość arktycznego lodu morskiego na wpływ zmian antropogenicznych wymuszeń zewnętrznych. Sprawdzili zgodność symulacji modeli CMIP5 z zapisem obserwacyjnym. I wywnioskowali, że czas obliczony na podstawie 30-letniej kroczącej, w którym we wrześniu zaniknie sezonowo lód morski w Arktyce jest zgodnie liniowo skorelowany ze skumulowanymi (od 1850 r. do dziś) antropogenicznymi emisjami CO₂.

W pracy także czytamy, że większość modeli klimatycznych nie doszacowała utraty lodu morskiego Arktyki, gdyż nie został wzięty dokładnie pod uwagę, w promieniowaniu zwrotnym atmosfery, wzrost napływającego strumienia promieniowania długofalowego przy obecnym wzroście antropogenicznych emisji CO₂.

—

Rys.1. Zależność liniowa między wrześniowym obszarem lodu morskiego Arktyki a skumulowanymi antropogenicznymi emisjami CO₂. (A) Wartości rzeczywiste. Gruba niebieska linia przedstawia 30-letnią średnią kroczącą obserwowanego we wrześniu obszaru lodu morskiego, a cieńsza czerwona 30-letnią średnią kroczącą pochodzącą z symulacji modelu CMIP5. Dla porównania pokazane są również roczne wartości obserwowanego wrześniowego obszaru lodu morskiego. Wartości podane na podstawie zbioru danych obserwacji Met Office Hadley Center HadISST, w latach 1953-1978 (jasnoniebieskie kółka) oraz w latach 1979-2015 na wskaźniku lodu morskiego NSIDC (jasnoniebieskie diamenty) (B) Symulacje znormalizowane. W przypadku tego wykresu symulowany za pomocą modeli CMIP5 obszar lodu morskiego jest znormalizowany przez podzielenie przez symulowany obszar lodu morskiego na początku okresu przejściowego, jak określono w tekście. Dla każdej symulacji skumulowane emisje są ustawiane w punkcie 0.0 na początku okresu przejściowego, a następnie skalowane liniowo, aby osiągnąć 1 gigatonę do końca okresu przejściowego (Dirk Notz i inni, 2016).

—

W artykule dalej czytamy:

Jeśli chodzi o przyszłą ewolucję lodu morskiego, nasza analiza sugeruje, że nie ma powodów, aby sądzić, że obserwowana czułość utraty lodu morskiego w Arktyce ulegnie znacznej zmianie w przewidywalnej przyszłości. W związku z tym możemy bezpośrednio oszacować, że pozostała część letniego lodu morskiego w Arktyce zostanie utracona, gdy do atmosfery trafi dodatkowe około 1000 gigaton (Gt) emisji CO₂ na podstawie obserwowanej czułości lodu morskiego, gdzie we wrześniu występuje 3,0 ± 0,3 m ² straty lodu morskiego na tonę emisji antropogenicznego CO₂.

Utrata 800 tysięcy km² lodu arktycznego – z 1 mln km² do 200 tys. km² – równać się będzie wzrostowi 1 gigatony skumulowanych emisji CO₂.

—

Haruhiko Kashiwase, z Narodowego Instytutu Badań Polarnych w Tachikawie, wraz ze swoim zespołem naukowym, zaobserwował, że dodatnie sprzężenie zwrotne albedo lodu i śniegu ma duży związek ze zwiększeniem się nagrzewania odkrytych ciemniejszych powierzchni oceanicznych. ²

Naukowcy stwierdzili, że z dekady na dekadę jest coraz mniejszy zasięg, przerzedzenie lodu oraz pojawianie się coraz większej ilości lodu sezonowego kosztem stałego. A wszystkie te zmiany zostały uwidocznione po 2000 roku, które tylko zwiększyły wzmocnienie arktyczne.

W Oceanie Arktycznym niedawne obserwacje satelitarne wykazały:

1. znaczne zmniejszenie zasięgu lodu letniego
2. przerzedzenie lodu morskiego
3. przejście od lodu wieloletniego do sezonowego

Naukowcy coraz bardziej upewniają się, że z roku na rok ubywa lodu wieloletniego, a przybywa rocznego. Zaobserwowali to w porze letniej oraz w pierwszej połowie września. Zwiększanie się ciemnych otwartych wód oceanicznych napędza coraz mocniej dodatnie sprzężenie zwrotne, w którym lód zanika coraz szybciej, gdy świat się coraz bardziej ociepla, zarówno w atmosferze, jak i w oceanach oraz na lądach.

—

Rys.2. Mapa Oceanu Arktycznego ze średnim stężeniem lodu morskiego we wrześniu w latach 1979–2014. Przeprowadzono analizę budżetu cieplnego i obliczenie dywergencji lodu dla obszaru w kształcie wachlarza. Dla obszaru prostokątnego zastosowano model uproszczony. Mapa została narysowana przez GrADS 2.0.2 (Żródło: http://cola.gmu.edu/grads/grads.php).

—

Zespół Haruhiko Kashiwase wybrał do swych celów badawczych sektor pacyficzny Arktyki, który doświadczył w okresie 2000-2014 największego zmniejszenia się zasięgu i objętości w całym Oceanie Arktycznym

Międzyroczna zmienność cofania się lodu w tym rejonie wyjaśnia około 86% wariancji na całym Oceanie Arktycznym.

Szacunki z analizy budżetu ciepła i obserwacji satelitarnych pokazują, że frakcja wody otwartej dobrze odpowiada ilościowo objętości topnienia lodu morskiego, zarówno dla zmienności sezonowej, jak i międzyrocznej.

Ponadto uczeni dokonali pomiaru albedo w sezonie letnim na podstawie uproszczonego modelu sprzężonego z lodem i górną częścią oceanu. Również zaobserwowali, że pojawiająca się coraz większa liczba stawów roztopowych, zamiast lodu, zmniejsza albedo lodu, dzięki temu zwiększa się powierzchnia pochłaniania energii słonecznej przez ciemniejszą wodę.

W metodach badań satelitarnych do pomiarów lodu morskiego zostały wykorzystane produkty satelity Nimbus 7, dokonujące pomiarów Arktyki od 1979 do 2014 roku:

1. wielokanałowy mikrofalowy radiometr (SMRR – Scanning Multichannel Microwave Radiometer)
2. obronny meteorologiczny program satelitarny (DMSP – Defence Meteorological Satellite Program)
3. specjalistyczny obrazowy czujnik mikrofalowy (SSM/I Special Sensor Microwave Imager) oraz specjalistyczny obrazowo-dźwiękowy czujnik mikrofalowy (SSM/IS – Special Sensor Microwave Imager/Sounder)

Do pomiaru prędkości dryfu lodu morskiego wykorzystano zestaw czujników dostarczonych przez NSIDC:

1. Zaawansowany mikrofalowy radiometr skanujący Eos (AMSR-E – Advanced Microwave Scanning Radiometer Eos),
2. Zaawansowany radiometr o bardzo wysokiej rozdzielczości (AVHRR – Advanced Very High Resolution Radiometer).
3. Boje wykorzystane w Międzynarodowym programie boi arktycznych (IABP – International Arctic Buoy Program)
4. SSM/I  (jak wyżej)

Temperatura powietrza i temperatura punktu rosy na wysokości 2 metrów, prędkość wiatrów 10 m/s i całkowite zachmurzenie, zostały pozyskane z globalnej reanalizy ERA-Interim, opracowanej przez Europejskie Centrum Średnioterminowych Prognoz Pogody (ECMWF – European Centre for MediumRange Weather Forecasts).

—

Jeden z zespołów naukowych już w 2014 roku wywnioskował, że istnieje silna korelacja między frakcją stawu roztopowego a wrześniowym minimum zasięgu lodu morskiego, głównie z cienkim lodem poniżej 1,4 metra. Wyjaśnia to mechanizm dodatniego sprzężenia zwrotnego: więcej stawów zmniejsza albedo; niższe albedo powoduje większe topnienie; więcej topnienia zwiększa frakcję stawów.

David Schröeder i jego współpracownicy zaobserwowali, że powierzchnia lodu morskiego w Arktyce we wrześniu średnio zmniejszyła się z około 7 mln km² w latach 90 do mniej niż 5 mln km² w okresie 2007-2013, z rekordowym minimum 3,4 mln km² w 2012 r. ³

—

Fot.1. Stawy roztopowe są typowymi cechami na powierzchni lodu morskiego Arktyki w okresie letnim. Ze względu na niskie albedo odgrywają kluczową rolę w bilansie masy lodu morskiego w okresie letnim. Zmiany w pokryciu stawu roztopowego i ich związek z grubością lodu wymagają dalszych badań. Zdjęcie: M. Tjernström.

—

Badanie to dało wkład do tego by jeszcze bardziej ulepszyć modele klimatyczne przewidywania dynamiki lodu morskiego w Arktyce w najbliższych latach.

Naukowcy w swojej pracy napisali:

Wiadomo, że zasięg lodu we wrześniu zależy zarówno od stanu lodu na wiosnę (na przykład ilość cienkiego lodu), jak i od warunków atmosferycznych w Arktyce latem (na przykład kierunek wiatru). Aby umieścić nasze wyniki dla stawów roztopowych w kontekście, obliczyliśmy korelację między frakcją cienkiego lodu (najniższe kategorie dwulodowe w modelu; tj. lód cieńszy niż 1,4 m) z zasięgiem lodu we wrześniu przy użyciu tych samych okresów integracji. Korelacja jest silnie istotna, ale współczynniki są niższe dla frakcji cienkiego lodu niż dla frakcji powierzchniowej stawu przy okresach integracji do końca czerwca. Należy zauważyć, że nie ma istotnej korelacji między obszarem zlodzenia maja i czerwca a zasięgiem zlodzenia września.

—

Ogólnie w Arktyce zasięg lodu morskiego we wrześniu w dużej mierze zależy od stanu lodu na wiosnę (cieńszy lub grubszy lód / z większą lub mniejszą pokrywą śnieżną) oraz od warunków atmosferycznych latem (pogoda pochmurna i/lub spokojna czy też pogoda słoneczna i/lub burzowa i wietrzna; jak np. w 2012 roku).

Naukowcy pomiarów grubości i objętości lodu dokonali przy pomocy termodynamicznego modelu lodu morskiego Los Alamos CICE, który został włączony do globalnego modelu klimatu.

Ponadto w modelu CICE naukowcy wdrożyli dwa dodatkowe podrzędne modele:

1. model prognostyczny dla stawów roztopowych
2. model elastyczny anizotropowo-plastyczny (EAP – Elastic Anisotropic Plastic), który wyraźnie uwzględnia obserwowaną anizotropię (zależność zmienności właściwości fizycznych ciała od kierunku) subkontinuum pokrywy lodu morskiego.

W sumie wszyscy naukowcy są zgodni. W Arktyce gromadzi się coraz więcej promieniowania cieplnego. Zmniejszająca się jej pokrywa lodowa na oceanie powoduje zmniejszanie się albedo lodu, dlatego, że coraz więcej jego topnieje, odkrywając ciemniejsze powierzchnie wody oceanicznej, które intensywnie pochłaniają promieniowanie słoneczne, nagrzewając jeszcze silniej ocean i wzmacniając dalsze topnienie lodu dzięki zwiększonemu parowaniu, czyli zwiększonej obecności pary wodnej. Arktyka staje się przez to bardziej wilgotna niż np. kilka dekad temu. I coraz częściej mamy tam do czynienia z opadami deszczu.

—

Referencje:

1. Notz D. et al., 2016 ; Observed Arctic sea-ice loss directly follows anthropogenic CO2 emission ; Science ; https://www.science.org/doi/10.1126/science.aag2345
2. Kashiwase H. et al., 2017 ; Evidence for ice-ocean albedo feedback in the Arctic Ocean shifting to a seasonal ice zone ; Nature Scientific Reports ; https://www.nature.com/articles/s41598-017-08467-z
3. David Schröeder et al., 2014 ; September Arctic sea-ice minimum predicted by spring melt-pond fraction ; Nature Climate Change ; https://www.researchgate.net/publication/261798050_September_Arctic_sea-ice_minimum_predicted_by_spring_melt-pond_fraction

 

Lód morski w Arktyce topnieje w ciągu dekad coraz bardziej. Zmniejsza się jego zasięg, kurczy objętość. Ubywa lodu wieloletniego, a przybywa rocznego. Istnieje prawdopodobieństwo, że już w obecnej dekadzie może być późne lato bez zwartej pokrywy lodowej. Niemiecki statek badawczy – lodołamacz Polarstern – bez większego trudu pojawił się pod koniec lata kalendarzowego we wrześniu 2020 roku na biegunie północnym nie musząc przebijać się przez pokrywę lodu morskiego. Ten był tak bardzo cienki, że łatwo kruszył się zostawiając wiele odkrytych obszarów toni wodnej.

—

Fot.1. RV Polarstern (czyli gwiazda polarna) to niemiecki badawczy lodołamacz z Instytutu Alfreda Wegenera Badań Polarnych i Morskich (AWI) w Bremerhaven (Wikipedia).

—

Międzynarodowy zespół naukowy złożony z ponad 300 osób z 20 krajów, od 20 września 2019 roku do 12 października 2020 roku w ramach projektu Multidyscyplinarnego Dryfującego Obserwatorium Badań Arktyki Klimatu (MOSAIC – Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate), badał podczas dryfowania Polarsternem Arktykę i jej lód morski, atmosferę, ocean, ekosystemy i ich biogeochemię. To nam pomoże zrozumieć procesy dynamicznie rozwijające się w najbardziej zapalnym punkcie klimatycznym Ziemi.

Autorzy Światowej Organizacji Meteorologicznej (WMO – World Meteorological Organization) w swoim serwisie 12 października 2020 roku napisali: ¹

Lodołamacz badawczy Polarstern powrócił do swojego macierzystego portu w Bremerhaven w Niemczech 12 października z niezrównaną skarbnicą danych, na analizie których skupi się całe pokolenie klimatologów. Instytut Alfreda Wegenera i Centrum Badań Polarnych i Morskich im. Helmholtza (AWI), koordynowały tą wyprawą badawczą.

Po zakończeniu ekspedycji badawczej MOSAIC w Arktyce, w drugiej połowie października 2020 roku, lód morski bardzo wolno zamarzał do tego stopnia, że padł nowy rekord zasięgu lodu z tego miesiąca.

—

Rys. Miesięczny zasięg lodu we wrześniu w latach 1979-2020 pokazuje spadek o 12,7 procent na dekadę. Źródło: Narodowe Centrum Danych Śniegu i Lodu (NSIDC – National Snow and Ice Data Center). Zdjęcie o wysokiej rozdzielczości.

—

Ogólnie, ocieplenie klimatu wpływa na to, że arktyczny lód morski w porze jesienno-zimowej, od około połowy września do około połowy marca, wolniej zamarza, i to że w tym sezonie jest szybszy wzrost temperatury globalnej niż podczas trwania wiosny i lata, wtedy gdy, lód morski zaczyna od około połowy marca do około połowy września szybciej topnieć. W tym samym czasie, w sezonie jesienno-zimowym, na półkuli południowej lód morski w Antarktyce topnieje, od października do kwietnia, aczkolwiek wolniej niż wiosną i latem lód morski w Arktyce, a w porach wiosenno-letnich szybciej zamarza, od kwietnia do października niż lód morski arktyczny w sezonie, od września do marca. Modele klimatyczne wskazują, że ten trend prawdopodobnie utrzyma się przy dalszym ociepleniu klimatu.

W sumie Arktyka to częściowo lodowaty ocean otoczony trzema kontynentami: Europą, Azją i Ameryką Północną oraz wrażliwy na wzorce pogodowe. Z kolei Antarktyda to lodowaty kontynent otoczony dookoła Oceanem Południowym, ale wolny od wpływu wzorców pogodowych z niższych szerokości ze względu na wpływ dużego Antarktycznego Prądu Okołobiegunowego i chłodnych Wiatrów Zachodnich, skutecznie odcinających ich dopływ.

—-

Klimat Ziemi ma pewnego rodzaju swoją czułość. W skali regionalnej najbardziej jest wrażliwy w regionie polarnym na półkuli północnej, gdyż tam są najszybciej ocieplające się obszary na naszej planecie.

Od czasu rozpoczęcia zapisu satelitarnego w 1979 roku, we wrześniu pokrywa lodowa Arktyki na morzu spada średnio o około 13% na dekadę. Bieżący rekord zanotowano 16 września 2012 r., kiedy lód morski w ciągu 33 lat zmniejszył się z 6,89 do 3,41 milionów kilometrów kwadratowych.

Według wyliczeń brytyjskich naukowców – z Centrum Obserwacji i Modelowania Polarnego na Uniwersytecie w Leeds –  Rachel Tilling, Andy’ego Ridouta i Andrew Shepherda, od 1979 roku w Arktyce ubyło 40% lodu morskiego. ²

Naukowcy, pracujący na co dzień w Centrum Obserwacji i Modelowania Polarnego (CPOM – Centre for Polar Observation and Modelling), na podstawie danych z wysokościomierza radarowego satelity CryoSat-2, oszacowali grubość i objętość lodu morskiego w Arktyce. Zaobserwowali korelację w odczytach pomiędzy powierzchniowymi pomiarami in situ, a satelitarnymi. Zwrócili uwagę, że dużymi niepewnościami w dokładnych pomiarach grubości o objętości lodu morskiego jest zalegająca na nim pokrywa śnieżna pochodząca z opadów atmosferycznych. Dlatego też uczeni postulują o doskonalenie szacowania obciążenia lodu morskiego warstwami śniegu.

Naukowcy zaproponowali aby dane z wysokościomierzy (altymetrów) radarowych satelity CryoSat-2 posłużyły też badaniom pokryw lodu morskiego i na nim śniegu, także w Antarktyce.

—

Rys.2. Przykłady międzyrocznej zmienności typu lodu morskiego na półkuli północnej. Mapy pokazują typ lodu morskiego na dzień 31 stycznia (a) 2011, (b) 2012, (c) 2013 i (d) 2014. Żółte cieniowanie oznacza lód z pierwszego roku (FYI – first year ice), czerwone oznacza lód wieloletni (MYI – multi year ice), niebieskie oznacza obszary, na których nie występuje lód morski, tylko ocean (Rachel Tilling i inni, 2018).

—

Autorzy w swojej pracy napisali:

Arktyczny lód morski jest głównym elementem systemu klimatycznego Ziemi. Działa w celu regulacji regionalnych budżetów ciepła i wody słodkiej oraz późniejszej cyrkulacji atmosferycznej i oceanicznej w Arktyce i na niższych szerokościach geograficznych. Od 1979 r. satelity zaobserwowały spadek zasięgu lodu morskiego w Arktyce we wszystkich miesiącach. Jednak aby w pełni zrozumieć, w jaki sposób zmiany pokrywy lodowej Arktyki wpływają na naszą globalną pogodę i klimat, wymagane są również długoterminowe i dokładne obserwacje rozkładu jego grubości. Takie obserwacje były możliwe dzięki wystrzeleniu satelity CryoSat-2 z Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA – European Space Agency) w kwietniu 2010 r., który zapewnia niezrównane pokrycie pomiarów Oceanu Arktycznego do szerokości północnej 88°N.

—

Na podstawie ostatniego raportu NOAA „Arctic Report Card: Update for 2022” na temat stanu kriosfery na półkuli północnej, Thomas Ballinger z Uniwersytetu Alaski w Fairbanks wraz ze swoim zespołem badawczym, zauważył, że obecnie Arktyka ociepla się dwa i pół razy szybciej niż wynosi średnia światowa. Autorzy napisali w nim następująco ³:

Miniony rok wodny (październik 2021 – wrzesień 2022) był szóstym najcieplejszym dla Oceanu Arktycznego i obszarów lądowych na północ od 60° N od 1900 r. (ryc. 1a). Temperatury powietrza przy powierzchni były o 0,73°C wyższe niż średnia z lat 1991-2020, kontynuując powszechny, niedawny schemat, w którym roczne temperatury zarówno przekroczyły 30-letnią średnią arktyczną, jak i były wyższe niż średnia globalna. Łącznie z ubiegłym rokiem, wszystkie dziesięć najcieplejszych lat obserwowanych w Arktyce miało miejsce od 2011 r. (ryc. 1a).

—

 

Rys.3. Rok wodny (od października do września) Anomalie średniej temperatury powierzchni powietrza w Arktyce i na świecie (°C) dla (a) obszarów lądowych i oceanicznych, (b) tylko lądowych i (c) tylko oceanicznych w latach 1900- 2022. Anomalie przedstawiono w odniesieniu do poziomu bazowego z lat 1991-2020. Źródło: Dane SAT pochodzą z NASA GISTEMP

—

Referencje:

1. World Meteorological Organization, 2020 ; Arctic research expedition ends ; WMO ; https://public.wmo.int/en/media/news/arctic-research-expedition-ends
2. Tilling R. L. et al., 2018 ; Estimating Arctic sea ice thickness and volume using CryoSat-2 radar altimeter data ; Advances in Space Research ; https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0273117717307901
3. Ballinger T. J. et al., 2022 ; Arctic Report Card: Update for 2022. The warming Arctic reveals shifting seasons, widespread disturbances, and the value of diverse observations ; Arctic Program ; https://arctic.noaa.gov/Report-Card/Report-Card-2022/ArtMID/8054/ArticleID/992/Surface-Air-Temperature

Afryka w 2022 r. doświadczyła wielu ekstremalnych warunków pogodowych. Najbardziej dotkliwe były powodzie w Nigerii oraz susze w Etiopii i Somalii.

Fale gorąca

Raport IPCC także na temat fal upałów na świecie i także w Afryce wyraźnie wskazuje, że nastąpił ich wzrost intensywności i częstotliwości fal upałów pod wpływem antropogenicznego spalania paliw kopalnych i degradacji ekosystemów. Jednak interesującym faktem jest, że baza danych EM-DAT w 2022 roku nie odnotowała żadnych katastrof mających związek z falami upałów. (W rzeczywistości EM-DAT wymienia nie więcej niż dwie fale upałów w Afryce Subsaharyjskiej od początku XX wieku). ¹

Lipcowe temperatury w stolicy Tunezji, Tunisie, osiągnęły rekordowe 48 stopni Celsjusza w Tunisie. To ciepło pomogło rozdmuchać płomienie niszczycielskich pożarów. A marcowe w północno-zachodnim mieście Lodwar, w Kenii, wskazały bardzo wysokie temperatury, dochodzące do 40 stopni Celsjusza, zarówno w dzień, jak i w nocy. Poinformowały krajowe media. Także, jak donoszą lokalne media, w porze wiosennej fale upałów pojawiły się w ​​wielu częściach południowej Afryki: w Republice Południowej Afryki, Botswanie i Zimbabwe.

Otto powiedziała dla Carbon Brief, że fale upałów w RPA są pod wpływem zmian klimatu. Również jej zespół rozważa ocenę wpływu zmian klimatu na obecne upały w RPA. ²

Chociaż, podkreśla z kolei Pinto, że mogą mieć miejsce epizodyczne ekstremalne fale upałów. Jednak w bazie EM-DAT nie zarejestrowano dotąd ich ujemnego wpływu. Dla Carbon Brief powiedział:

„Niektórzy ludzie nazywają fale upałów„ cichym zabójcą ”, ponieważ nie widzimy skutków. Łatwo jest zobaczyć powodzie i tonących ludzi oraz zarejestrować ich śmierć. Ale kiedy jest fala upałów i nie widzimy wpływu na nasze oczy, trudno to zarejestrować.

Następnie dodał:

„Tak więc, jeśli fala upałów wydarzy się, powiedzmy, w październiku i zabije 10 osób. Nie wiemy, co było przyczyną śmierci tych ludzi. Prawdopodobnie to wzrost temperatury spowodował, że trafili do szpitala i doznali zawału serca lub udaru mózgu, ale osoby odpowiedzialne za rejestrację zgonów nie kojarzą ich z wysoką temperaturą”.

 —

Rys. Prognozowane zmiany liczby dni z falą upałów w ciągu roku na kontynencie afrykańskim w 2050 r. przy scenariuszach ocieplenia o 1,5°C (po lewej), 2°C (w środku) i 3°C (po prawej). Różowy pokazuje niewielki wzrost liczby dni, podczas gdy ciemnoczerwony pokazuje duży wzrost liczby dni. Źródło: Carbon Brief / Weber et al. (2018)

 —

Otto zauważyła, że oprócz niezarejestrowanych skutków, kraje z Afryki nie są przeszkolone do działań alarmowych, by wszczynać ostrzeżenia bądź alerty, które miałyby dotyczyć fal upałów. Dla Carbon Brief zakomunikowała:

„Obecnie pracujemy nad projektem, aby spróbować określić, jakie są znaczące progi fal upałów, aby kraje afrykańskie mogły wydawać ostrzeżenia dotyczące upałów dla populacji, ponieważ w tej chwili po prostu nie istnieją. Nie ma świadomości fal upałów”.

IPCC w ostatnim raporcie stwierdziło istotną rzecz, że w czasach przedindustrialnych temperatury w Afryce rosły szybciej niż wynosi średnia, także z tamtych czasów. W raporcie zanotowano, że liczba fal upałów na całym kontynencie wzrosła, od początku czasów przemysłowych. ³

Jedno z badań z 2018 roku, zaprezentowane przez zespół naukowy Thomasa Webera z Centrum Obsługi Klimatu w Niemczech (GERICS) w Hamburgu, wskazało prognozę, że gdy kontynent afrykański ociepli się o 3 stopnie w stosunku od okresu przedprzemysłowego, to fale upałów mogą być pięciokrotnie większe niż dziś. ⁴

Pożary

Ekstremalne pożary w Afryce miały miejsce w lutym 2022 roku w północnej i środkowej części.

W Republice Środkowoafrykańskiej wysokie temperatury oraz długotrwała susza spowodowały wielkoskalowe pożary lasów. Raport UN OCHA stwierdził, że utrata domów przez ludzi (około 500 rodzin) była przyczyną wybuchu malarii, cholery i polio. ⁵

Lipcowe temperatury w stolicy Tunisu przekroczyły 40 stopni Celsjusza, co spowodowało na południu miasta wybuchy pożarów, które wymusiły na ludziach ewakuacje, jak doniósł magazyn New Arab. Ponadto zniszczyły wiele upraw zbożowych.

Sierpniowe temperatury w północno-wschodniej części Algierii podczas ekstremalnych upałów, jak stwierdzono w raporcie UN OCHA, spowodowały ponad 100 pożarów, w których zginęły 44 osoby. Ewakuowano 2000. Dalej raport stwierdził: ⁶

 „Pożary wpłynęły również na źródła utrzymania ponad 6000 osób, w tym rolników, którzy stracili dziesiątki hektarów, prawie tysiąc drzew owocowych i ponad 400 sztuk bydła. Według danych ze stanów kraju, pożary zniszczyły ponad 6000 hektarów. Stan Souk Ahras stracił jedną trzecią swoich lasów”.

Wpływ na to ma wskaźnik pogody pożarowej (FWI – Fire Weather Index), oznaczający, że zmiany klimatu mają gorące, suche warunki, które mogą w ocieplającym się świecie stać się normą.

W swojej najnowszej ocenie raportu, dotyczącym zmian klimatu Afryki, IPCC przewidział nie tylko wzrost pożarów w północnych regionach kontynentu, ale i również w zachodnio-południowych i wschodnio-południowych.

Doktor Izak Smit, nadzwyczajny wykładowca Uniwersytetu w Pretorii, doktor Diana Spear, pracowniczka Uniwersytetu w Kapsztadzie, badaczka komunikacji naukowej na Uniwersytecie Stellenbosch, oraz Nicola van Wilgen-Bredenkamp, współpracowniczka naukowa na Uniwersytecie Stellenbosch, w artykule na temat pożarów na południu Afryki, zamieszczonym w magazynie The Conversation, stwierdzili, że ogień w tym regionie świata bardzo często ma ujemny wpływ na społeczności ludzkie: ich domy, uprawy rolne. Jednak, co podkreślają, należy o tym pamiętać, że ten żywioł występuje w sposób naturalny na południu Afryki. Odgrywa on istotną rolę w kształtowaniu formacji roślinnych, takich jak: sawanny, łąki, wrzosowiska czy sucholubne zarośla, tzw. fynbos. Tworzą się wówczas nie tylko specyficzne siedliska dla roślin i zwierząt, ale i również nie zagrażają tym ekosystemom niekontrolowane pożary. ⁷ 

—

Fot. Zaangażowanie naukowców w medialne doniesienia o pożarach prowadzi do bardziej zniuansowanych i wyważonych przekazów. Żródło: Cathy Withers-Clarke za pośrednictwem Snapshot

—

Niektóre obszary mogą palić się tak często , jak co drugi lub trzeci rok, podczas gdy inne mogą palić się tylko co kilka dekad . Niektóre spalają się z dużą intensywnością , inne znacznie chłodniej . Niektóre systemy płoną zimą, na przykład łąki i sawanny, a inne głównie w cieplejszych warunkach, takie jak fynbos.

Susza i głód

Ekstremalna susza w 2022 roku dotknęła przede wszystkim kraje północno-wschodniej części Afryki, takie jak: Etiopia, Somalia, Rwanda, Uganda i Kenia, Czad i Niger.

—

Fot. Zwłoki kopytnych zwierząt domowych leżą w nowym obozie dla przesiedleńców wewnętrznych Qurdubay w dotkniętym suszą regionie Dolow, Somalia, 13 kwietnia 2022 r. (Źródło: CNS/Miriam Donohoe, Trócaire)

—

Analiza w bazie danych EM-DAT zarejestrowała 2500 śmierci w Ugandzie oraz 8 milionów ludzi poszkodowanych przez suszę. A raport UN OCHA definiuje ten precedens we wschodniej Afryce jako „bezprecedensowy”. Z kolei Światowa Organizacja Meteorologiczna (WMO – World Meteorological Organization) ONZ zanotowała, że od co najmniej czterech dekad pod rząd nie wystąpiło pięć pór deszczowych. ⁸ , ⁹

Według raportu UN OCHA sezon deszczowy, trwający od marca do maja 2022 roku, okazał się najbardziej suchym w historii, powodującym gwałtowny wzrost braku bezpieczeństwa żywnościowego, wodnego i żywieniowego. Zanotowano w nim: ¹⁰

„Szacuje się, że w Kenii i Etiopii zginęło 3,6 miliona zwierząt gospodarskich. Na najbardziej dotkniętych obszarach Somalii od połowy 2021 r. padło co trzecie zwierzę. Ponad milion osób zostało przesiedlonych w Somalii i południowej Etiopii”.

„Szacuje się, że do września 20 milionów ludzi w regionie doświadczyło poważnego braku bezpieczeństwa żywnościowego – około dwa razy więcej niż populacja Belgii.”

Dalej czytamy w raporcie:

„Etiopia, Somalia i Kenia również odnotowały znacznie większą liczbę poważnie niedożywionych dzieci przyjętych na leczenie w pierwszym kwartale 2022 r. w porównaniu z poprzednimi latami”

Friederike Otto powiedziała dla Carbon Brief:

 „Myślę, że we wschodniej Afryce historia jest bardzo podobna. Tak naprawdę nie patrzyliśmy na Afrykę Zachodnią, więc to jest coś, czego po prostu nie wiemy. W południowej Afryce jest inaczej, a susze zdecydowanie sygnalizują zmianę klimatu”.

IPCC podkreślił w szczególny sposób to, że w północno-wschodniej Afryce nie zanotowano wzrostu susz, choć zarejestrowano spadek średniej opadów deszczu. Z kolei w Afryce Środkowej i Zachodniej został zaobserwowany wzrost susz rolniczych i ekologicznych. W południowej części kontynentu odnotowano wzrost suchości i suszy – i przewiduje się, że sytuacja ta pogorszy się wraz z dalszym globalnym ociepleniem.

Z kolei artykuł naukowy Markusa Adloffa, z Uniwersytetu Berneńskiego, oraz jego zespołu naukowego, zwrócił szczególną uwagę, że wprawdzie w Rogu Afrykańskim, obejmującym Somalię, Etiopię i Kenię, został zaobserwowany wysoki spadek opadów deszczu poniżej średniej, to jednak wzrost opadów o wysokiej intensywności rekompensuje wszystko i magazynuje głęboko pod glebą wodę potrzebną dla tamtejszych ludzi. ¹¹

Michael Singer, profesor geografii fizycznej (hydrologia i geomorfologia) na Uniwersytecie w Cardiff, Katerina Michelides, profesor nadzwyczajny ze Szkoły Nauk Geograficznych na Uniwersytecie w Bristolu, oraz wspomniany Markus Adloff, na łamach serwisu internetowego The Conversation napisali: ¹²

„W Rogu Afryki społeczności wiejskie żyją w ciągłym niedoborze wody, przerywanym częstymi okresami braku bezpieczeństwa żywnościowego . Mieszkańcy polegają na „długich deszczach” między marcem a majem oraz „krótkich deszczach” między październikiem a grudniem, aby utrzymać swoje życie i środki do życia.”

—

Bibliografia:

1. EM-DAT, 2022 ; Disasters of the Week ; EM-DAT ; https://www.emdat.be/
2. Dunne D., 2022 ; Analysis: Africa’s unreported extreme weather in 2022 and climate change ; Carbon Brief ; https://www.carbonbrief.org/analysis-africas-unreported-extreme-weather-in-2022-and-climate-change/
3. IPCC, 2021-2023 ; Climate Change 2022: Impacts, Adaptation and Vulnerability ; IPCC Six Assesment Report ; https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg2/
4. Weber T. et al., 2018 ; Analyzing Regional Climate Change in Africa in a 1.5, 2, and 3°C Global Warming World ; Earth’s Future ; https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/2017EF000714
5. UN OCHA, 2022 ; Central African Republic: Fires – Feb 2022 ; Reliefweb ; https://reliefweb.int/disaster/fr-2022-000179-caf
6. UN OCHA, 2022 ; Algeria: Wild Fires – Aug 2022 ; https://reliefweb.int/disaster/fr-2022-000297-dza
7. Smit I., Spear D., Joubert M., Wilgen-Bredenkamp v. N., South African media treat fire as foe – its ecosystem benefits get lost in the blaze ; The Conversation ; https://theconversation.com/south-african-media-treat-fire-as-foe-its-ecosystem-benefits-get-lost-in-the-blaze-179030
8. UN OCHA, 2022 ; Horn of Africa ; UN OCHA ; https://www.unocha.org/horn
9. WMO, 2022 ; Greater Horn of Africa faces 5th failed rainy season ; WMO ; https://public.wmo.int/en/media/news/greater-horn-of-africa-faces-5th-failed-rainy-season
10. UN OCHA, 2022 ; The threat of starvation looms in East Africa after four failed rainy seasons ; Reliefweb ; https://reliefweb.int/report/somalia/threat-starvation-looms-east-africa-after-four-failed-rainy-seasons
11. Adloff M. et al., 2022 ; Sustained Water Storage in Horn of Africa Drylands Dominated by Seasonal Rainfall Extremes ; Geophysical Research Letters ; https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2022GL099299
12. Singer M., Michaelides K., Adloff M., 2022 ; The Horn of Africa has had years of drought, yet groundwater supplies are increasing – why? ; The Conversation ; https://theconversation.com/the-horn-of-africa-has-had-years-of-drought-yet-groundwater-supplies-are-increasing-why-192565

 

 

Afryka w 2022 r. doświadczyła wielu ekstremalnych warunków pogodowych. Najbardziej dotkliwe były powodzie w Nigerii oraz susze w Etiopii i Somalii.

Media europejskie i amerykańskie głównie poświęcają uwagę wydarzeniom klimatycznym jakie dzieją się w Europie czy w Ameryce Północnej, ewentualnie w Australii. Jednak uwaga na temat tego co się dzieje w Ameryce Południowej, w Azji czy w Afryce jest słabo przez nie spostrzegana.

Daisy Dunne, dziennikarka naukowa Carbon Brief, zwróciła na to szczególną uwagę i zanotowała najważniejsze tragiczne wydarzenia jakie dotknęły kontynent afrykański: ¹

1. Susza i głód zabiły w tym roku 2500 osób w Ugandzie i osiem milionów w Etiopii.
2. Ponad 600 osób zginęło w najgorszych powodziach w Nigerii od dekady. Obejmuje to 76 osób, które zginęły, gdy wywróciła się łódź przewożąca ofiary powodzi.
3. Kraje Afryki Południowej, w tym Madagaskar i Mozambik, zostały w tym roku zniszczone przez sześć silnych burz, w których zginęło co najmniej 890 osób.
4. W lipcu temperatury w Tunezji osiągnęły 48 stopni Celsjusza, podsycając płomienie ekstremalnych pożarów.
5. Prawie dwa miliony ludzi w Czadzie zostało dotkniętych powodziami w sierpniu i październiku.

Adenike Oladosu, aktywistka klimatyczna z Nigerii, dla serwisu Carbon Brief wyraziła swój głęboki żal, że Zachodnia Cywilizacja w największym stopniu odpowiada za największe i najdłużej trwające emisje gazów cieplarnianych na planecie, które spowodowały wiele szkodliwych oddziaływań na nasilenie się zjawisk pogodowych, które w dobie kryzysu klimatycznego stały się ekstremalne:

 „Afryka odpowiada za 4% globalnych emisji, ale znajduje się na pierwszej linii strat i szkód. Finansowanie strat i szkód nie podlega negocjacjom” –

Jak donosi w swoim ostatnim raporcie 2021-2023 Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC – Intergovernmental Panel on Climate Change), Afryka jest obecnie jednym z najbardziej narażonych na zmiany klimatyczne kontynentów na świecie.

Dr Friederike Otto, wybitna naukowczyni z londyńskiego Imperial College, współpracująca z World Weather Atribution i specjalizująca się w atrybucji zmian klimatu, dała do zrozumienia, że należy być ostrożnym w badaniach, aby oddzielić wpływ zmian naturalnych oraz tak zwanych zmienności naturalnych od antropogenicznych zmian klimatu. Dla Carbon Brief powiedziała:

 „Największy wpływ zmian klimatycznych polega nie tyle na tym, że pojedyncze zdarzenia stały się bardziej ekstremalne, ale na tym, że w regionie, który już zawsze cierpiał z powodu bardzo dużej naturalnej zmienności i dużej podatności na zagrożenia, występuje jeszcze więcej ekstremalnych zjawisk pogodowych. Już niewielkie zmiany w liczbie ekstremalnych zdarzeń mają ogromny wpływ”.

Cyklony

Raport ONZ Biura Koordynacji Pomocy Humanitarnej (OCHA – Office Coordination of Humanitarian Affairs) na temat najgroźniejszych burz i cyklonów w 2022 r. jest następujący: ²

Tropikalna burza Ana , która w styczniu spowodowała 171 zgonów na Madagaskarze, Mozambiku, Malawi i Zimbabwe.

Tropikalne cyklony Batsirai i Emnati , które w lutym zabiły 136 osób na Madagaskarze.

Tropikalna burza Dumako , która w lutym zabiła 14 osób na Madagaskarze i Mozambiku.

Tropikalny cyklon Gombe , który w marcu zabił 103 osoby w Mozambiku i Malawi.

Tropikalna burza Jasmine , która w kwietniu dotknęła 5000 osób na Madagaskarze.

Ponadto raport UN OCHA zakomunikował, że ulewne deszcze i powodzie miały silne powiązanie z burzami, które łącznie przyczyniły się do zanieczyszczenia wód pitnych oraz żywności, a skutek niedożywienia spowodował powstanie ognisk chorób takich jak cholera w Malawi, Mozambiku, Tanzanii i Zambii, a malarii także w Mozambiku, ale i też na Madagaskarze.

Raport UN OCHA doniósł, że w regionie Grand Sud-Est na Madagaskarze braki w dostawach żywności sięgnęły poziomu krytycznego. W Malawi wiele rodzin straciło zapasy żywności, gdy ich domy zostały zniszczone lub zalane przez burze tropikalne.

—

Rys. Wpływ cyklonów tropikalnych w Afryce Południowej w pierwszych sześciu miesiącach 2022 r. Źródło: UN OCHA (2022).

—

Powyżej przedstawiona mapa w raporcie UN OCHA pokazuje przebieg cyklonów w południowej Afryce (kolor czerwony) oraz skutki związanych z nimi ulewnych deszczy i powodzi (kolor niebieski) w ciągu pierwszych sześciu miesięcy 2022 r. Mapa ilustruje również liczbę osób dotkniętych chorobą (szare koła) oraz miejsca ognisk choroby.

Dr Izidine Pinto, klimatolog z Mozambiku, obecnie pracujący w Centrum Klimatycznym Czerwonego Krzyża i Czerwonego Półksiężyca (Red Cross Red Crescent Climate Centre) w RPA, dla Carbon Brief stwierdził następujący fakt:

„Burze dotykające tę część południowej Afryki pochodzą z południowo-zachodniego Oceanu Indyjskiego, znanego z gorących punktów cyklonów. Tropikalne cyklony i powodzie są częstym zjawiskiem w Mozambiku, zdarzają się zwykle raz lub dwa razy w roku”.

Analizy badawcze, przeprowadzone przez stanowe Joint Typhoon Warning Center w USA, pokazały wyniki, że sezon cyklonów na południowo-zachodnim Oceanie Indyjskim w latach 2021-22 był „powyżej średniej. Wystąpiło wówczas 12 burz i pięć cyklonów tropikalnych.

Badanie naukowe (tzw. szybka analiza w ramach World Weather Attribution), którego współautorem był Pinto, skupione na analizie burz Ana i Batsirai, wykazało, że zmiany klimatu nasiliły intensywność opadów deszczu skorelowaną z wystąpieniem tychże burz.

Dr Friederike Otto, główna autorka badań WWA, dla Carbon Brief wyjaśniła: ³

„Odkryliśmy, że zmiany klimatyczne zwiększyły prawdopodobieństwo opadów deszczu związanych z cyklonami tropikalnymi, ale wciąż pozostaje wiele otwartych pytań. Na przykład: Co z prędkością wiatru? Przyjrzeliśmy się dwóm cyklonom, ale tak naprawdę w tym roku nawiedziło ten obszar kilka cyklonów tropikalnych. Tak więc naprawdę ważnym i wciąż otwartym pytaniem jest, czy to połączenie wydarzeń staje się bardziej prawdopodobne z powodu zmian klimatu?

Pinto potwierdził, że wnioski na temat zmian klimatu wyciągnięte z ostatniego raportu IPCC mówią wyraźnie, że mają one wyraźny wpływ na wzmacnianie ekstremów pogodowych. Swoje tezy przedstawił w Carbon Brief:

 „Odkryliśmy, że ekstremalne opady stają się coraz bardziej intensywne w wielu częściach świata, w tym w Mozambiku. Widzimy, że kiedy pojawia się cyklon, ilość opadów jest większa w porównaniu z poprzednimi cyklonami tropikalnymi”.

Ponadto, w swojej najnowszej ocenie wpływu zmian klimatu na Afrykę, IPCC powiedział, że, jak dalej będzie ocieplać się świat w takim tempie jak teraz, to, zarówno ​​we wschodniej i południowej Afryce, jest prawdopodobnie możliwy wzrost średniej prędkości wiatru i intensywności opadów podczas tworzenia się cyklonu tropikalnego na Oceanie Indyjskim, jak i też jest możliwy ich wyższy odsetek z kategorią 4 i 5. ⁴

Powodzie

Na całym kontynencie afrykańskim w 2022 r. pojawiło się wiele bardzo groźnych powodzi, przynoszących z sobą również wiele ofiar w ludziach (i zapewne w zwierzętach).

Analiza danych EM-DAT pokazała klęski żywiołowe, między innymi, w takich krajach jak: Czad, Demokratyczna Republika Konga, Gambia, Ghana, Wybrzeże Kości Słoniowej, Mauretania, Madagaskar, Nigeria, Rwanda, Sudan, Somalia, Senegal, Republika Południowej Afryki, Tunezja, Uganda, Zambia i Zimbabwe. ⁵

Najsilniejsze powodzie zanotowane zostały w krajach Afryki Zachodniej. Na przykład w Nigerii zginęło ponad 600 osób, a kolejne 1,3 miliona zostało poszkodowanych. Powodzie w tym kraju odcisnęły silne piętno na społeczeństwie. Nigeryjska aktywistka klimatyczna Adenike Oladosu powiedziała dla Carbon Brief, że uwaga świata, zwłaszcza zachodniego, nie skupia się na tragicznych zdarzeniach dziejących się w Afryce: ⁶

„Ludzie giną, sale lekcyjne są zanurzone w wodzie, co wpływa na edukację; rolnicy pozostawieni bez niczego oprócz pustego, zalanego powodzią krajobrazu, podczas gdy działalność gospodarcza jest zakłócona. Ta powódź kosztowała więcej niż huragan Ian [który we wrześniu nawiedził część Stanów Zjednoczonych i Karaiby], ale media z globalnej północy nie poświęciły jej uwagi, na jaką zasługuje. Pokazuje rozbieżności w doniesieniach medialnych”.

Również w Czadzie miały miejsce bardzo poważne powodzie. Jak pokazują dane EM-DAT i nieliczne doniesienia prasowe, w sierpniu zginęło 977 000 osób w sierpniu, a w październiku nawet około milion. osób w październiku.

Według raportu UN OCHA ostatni raz tak ekstremalnie duże opady deszczu oraz powodzie w Czadzie miały miejsce 30 lat temu. Raport doniósł: ⁷

„W sierpniu ulewne deszcze i powodzie sprawiły, że część stolicy Ndżameny znalazła się pod wodą i zmusiła tysiące ludzi do opuszczenia zalanych domów. Powodzie są częste w Afryce Zachodniej i Środkowej w porze deszczowej, która zwykle trwa od maja do października. Jednak w tym roku deszcze spadły w większej ilości, natychmiast zalewając stawy i systemy melioracyjne. Duża część regionu znajduje się obecnie pod wodą, a wiele krajów odnotowuje ponadprzeciętne opady”.

Friederike Otto, wraz ze swoimi współpracownikami w WWA, także pracowała nad analizą oceny roli zmian klimatu w powodziach, które miały miejsce w Nigerii, Czadzie i w krajach sąsiednich. Dla Carbon Brief wyciągnęła następujące wnioski:

„W tym roku w różnych częściach Afryki Zachodniej jest wiele powodzi, a najważniejsze pytanie, na które jesteśmy coraz bliżej odpowiedzi, brzmi: czy wszystkie one są tym samym zdarzeniem?”

W sposób naturalny w okołorównikowej Afryce Zachodniej mają miejsce intensywne opady deszczu napędzane przez Międzytropikalną Strefę Konwergencji (ITCZ – Intertropical Convergence Zone) pas burzowej pogody, otaczający Ziemię w pobliżu równika i przynoszący sezonowe opady w rejonach tropikalnych lasów regionów tropikalnych. Otto dalej wyjaśniła, co się wydarzyło od maja do października 2022 r.:

„ITCZ przebywała na północy w tym roku nieco dłużej niż zwykle, co jest wyraźnie widoczne w opadach deszczu; w północnych częściach zachodniej Afryki wystąpiły ponadprzeciętne opady deszczu. Miejmy nadzieję, że sprawdzimy, czy jest w tym sygnał zmiany klimatu”.

Z kolei dr Frederick Dapilah, badacz klimatu na Uniwersytecie Studiów Biznesu i Zintegrowanego Rozwoju w Simon Diegong w Ghanie, dla Carbon Brief stwierdził istotną rzecz, dotyczącą zaniedbania strategii adaptacyjnych w Afryce: ⁸

„Powodzie w krajach Afryki Zachodniej w tym roku nie tylko podkreślają wpływ zmian klimatu, ale także złego planowania podczas poważnych powodzi w Ghanie w październiku.”

Następnie rozwinął tę myśl:

„Powodzie, które wystąpiły w Afryce Zachodniej, były wynikiem ekstremalnych opadów, które doprowadziły do ​​wylewów rzek i rozlania wody ze sztucznych tam. Wyciek zapory Weija w dniu 3 października 2022 r. doprowadził do zatopienia kilku społeczności w Akrze. Podobnie wyciek z tamy Bagre w Burkina Faso w dniu 4 września 2022 r. dotknął około 28 dystryktów i kilka społeczności żyjących wzdłuż rzek Czarnej i Białej Wolty w północnej Ghanie.”

 —

Fot. Powódź w Ghanie. Żródło: Seth Kofi Adjei

—

Następnie dr Dapilah poirytowany powiedział:

„Przesłanie do rządzących jest takie, że w świetle narastających zmian klimatu obecne interwencje adaptacyjne i łagodzące w Afryce Zachodniej zawodzą i nie przynoszą pożądanych rezultatów. W związku z tym pilnie potrzebne są transformacyjne środki adaptacyjne i łagodzące, aby chronić ludzkie życie i mienie teraz i w przyszłości”.

Również na południu Afryki w RPA poważne powodzie kwietniowe zabiły 459 osób, a 40 000 ludzi zostało poszkodowany, zarówno przez ekstremalne powodzie, jak przez osunięcia ziemi w prowincjach KwaZulu-Natal i Eastern Cape.

Pinto oszacował we wspomnianej szybkiej analizie, że przyczyną powstania tej ogromnej powodzi w RPA były bardzo intensywne dwudniowe opady deszczu. Dla Carbon Brief powiedział:

 „Głównym odkryciem było to, że zmiany klimatu przyczyniły się do wzrostu obfitych opadów, które miały miejsce w KwaZulu Natal w RPA. Tego rodzaju zdarzenia mogą zachodzić w sposób naturalny, ale ze względu na zmiany klimatu stają się coraz bardziej intensywne”.

Otto dodała:

„W rejonie KwaZulu Natal wiele osób w nieformalnych mieszkaniach zginęło w tym wydarzeniu, ponieważ po prostu nie było ochrony”.

Ostatni raport IPCC, dotyczący antropogenicznych zmian klimatu w Afryce, wyraźnie wskazał, że nastąpił wzrost intensywnych opadów deszczu i powodzi w niemal wszystkich częściach kontynentu. I jak będą kontynuowane dalej emisje gazów cieplarnianych to będą one jeszcze bardziej nasilać się.

—

Bibliografia:

1. Dunne D., 2022 ; Analysis: Africa’s unreported extreme weather in 2022 and climate change ; Carbon Brief ; https://www.carbonbrief.org/analysis-africas-unreported-extreme-weather-in-2022-and-climate-change/
2. UN OCHA, 2023 ; Tropical Cyclone Outlook 2022/23 ; Reliefweb ; https://reliefweb.int/report/madagascar/tropical-cyclone-outlook-202223
3. Otto F. E., 2022 ; Climate change increased rainfall associated with tropical cyclones hitting highly vulnerable communities in Madagascar, Mozambique & Malawi ; https://www.worldweatherattribution.org/climate-change-increased-rainfall-associated-with-tropical-cyclones-hitting-highly-vulnerable-communities-in-madagascar-mozambique-malawi/
4. IPCC, 2021-2023 ; Climate Change 2022: Impacts, Adaptation and Vulnerability ; IPCC Six Assesment Report ; https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg2/
5. EM-DAT, 2022 ; Disasters of the Week ; EM-DAT ; https://www.emdat.be/
6. UN OCHA, 2022 ; Nigeria: Floods – Jun 2022 ; Reliefweb ; https://reliefweb.int/disaster/fl-2022-000271-nga
7. UN OCHA, 2022 ; Chad: Floods – Jul 2022 ; Reliefweb ; https://reliefweb.int/disaster/fl-2022-000287-tcd
8. UN OCHA, 2022 ; Ghana – Floods (NOAA-CPC, media floodlist, media) (ECHO Daily Flash of 06 October 2022) ; Reliefweb ; https://reliefweb.int/report/ghana/ghana-floods-noaa-cpc-media-floodlist-media-echo-daily-flash-06-october-2022