Klimat Ziemi

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

 

Trzy kluczowe przyczyny zmniejszenia się ilości opadów i zmniejszania się odporności lasów

Las deszczowy Amazonii jest największym lasem deszczowym na świecie. W jego zasięgu jest dziewięć krajów Ameryki Południowej. Ma on powierzchnię dwa razy większą od Indii. Bogata i zróżnicowana gatunkowo tropikalna roślinność zawiera miliony gatunków roślin, owadów, ptaków i zwierząt.

Już badania przeprowadzone w 1979 roku wykazały, że Amazonia zatrzymuje nad swoim obszarem około połowy własnych opadów deszczowych.

—

Fot. Wilgotny las Amazonii

—

Prof. Richard Betts, kierownik ds. wpływu na klimat w Met Office Hadley Center i kierownik ds. wpływu na klimat na Uniwersytecie w Exeter, omówił trzy kluczowe przyczyny zmniejszenia się ilości opadów i zmniejszania się odporności lasów ¹.

Pierwszą z nich jest wpływ ocieplenia klimatu powoduje spadek opadów atmosferycznych ze względu na zmiany wzorców temperatury powierzchni morza (SST) w tropikalnym Atlantyku i Pacyfiku, jak wskazuje wiele modeli

Z kolei druga wskazuje wyższy poziom stężenia CO₂ w atmosferze Amazonii powoduje zmniejszenie ewapotranspiracji. Betts powiedział:

„Mikroskopijne pory w liściach roślin otwierają się mniej szeroko przy wyższym stężeniu CO₂. Tak więc rośliny tracą mniej wody, a mniejsza transpiracja oznacza mniej wody wracającej do atmosfery”.

Trzecią przyczyną jest masowe wylesianie Amazonii, gdzie utrata wilgotnej roślinności automatycznie redukuje napływ wilgoci do atmosfery nad Amazonią, co powoduje zmniejszanie się tworzenia chmur oraz opadów deszczu.

Badania satelitarne lasów Amazonii za pomocą VOD

Od 2003 r. do 2022 r. ¾ lasów deszczowych Amazonii straciło odporność

Bujnym lasom wilgotnym Amazonii grozi przejście w suchy sawannowy ekosystem. Kluczową kwestią jest to, jak szybko one odzyskają siły po każdej długotrwałej suszy.

Badania z 2022 r. wyraźnie wskazywały, że obszary peryferyjne Amazonii, bliżej siedzib ludzkich, gdzie są użytkowane grunty rolne i powstają drogi, są najbardziej narażone na przekształcenie.

Amazonia to ogromny rezerwuar węgla i zawiera w sobie 10% różnorodności biologicznej.

Jak czytamy w serwisie Carbon Brief – między sierpniem 2020 a lipcem 2021 utracono ponad 10 000 kilometrów kwadratowych lasów. Dużym problemem jest wysychanie wilgotnej atmosfery z powodu wylesień, co na dodatek nasila występowanie uciążliwej suszy oraz coraz tragiczniejszych pożarów ².

Delphine Clara Zemp, z Uniwersytetu w Getyndze na Wydziale Makroekologii I Biogeografii, w badaniach modelowych w 2017 roku, wraz ze swoim zespołem naukowców, zwróciła uwagę, że dalsze wylesianie powodujące wysuszanie atmosfery i gleb, w nadchodzącym stuleciu może się nasilić przy obecnym poziomie emisji ³.

—

 

Rys.1. Głębokość optyczna roślinności Amazonii w latach 2001-2016 i 1991-2016. a) zmiany w roślinności liściastej (BL – Broadleaf), b) zmiany głębokości optycznej roślinności (VOD)  Źródło: Boulton i in. (2022).

—

Badania z 2022 r., które współtworzyli naukowcy z Instytutu Globalnych Systemów na Uniwersytecie w Exeter: Chris A. Boulton, Timothy M. Lenton i Niklas Boers, w swoich badaniach wykorzystali pomiary satelitarne. W swoich metodach badawczych wykorzystali parametr głębokości optycznej roślinności (VOD – Vegetation Optical Depth) w ocenie, ile biomasy znajduje się w roślinach, co jest ściśle związane z zawartością wody ⁴.

Do powyżej opisanych badań były wykorzystane dane z satelitarnego spektroradiometru obrazowego o średniej rozdzielczości (MODIS – Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer). Dzięki temu, naukowcy podzielili las deszczowy Amazonii na komórki siatki, by zidentyfikować ilość zielonych obszarów (nietkniętych) w rosnącej liczbie brązowych (wykarczowanych). Ponadto obliczyli naturalną ewolucję badanego lasu, poddanego wpływom antropogenicznych zmian, w okresie 1991-2016.

Wyżej przedstawiona mapa pokazuje ogólną zmianę VOD, gdzie kolor czerwony oznacza spadek VOD (wskazujący na utratę biomasy), a niebieski wzrost VOD.

Ogółem badanie pokazuje spadek VOD. W szczególności w południowo-wschodnich częściach dorzecza Amazonki, wzdłuż części Amazonii i na niektórych obszarach północnych.

Krytyczne spowolnienie

Mimo wszystko dr Boulton nie ocenia aż tak tragicznie stanu Amazonii. Raczej używa określenia „krytycznego spowolnienia”, gdyż po każdej suszy ekosystem Amazonii w jakiś sposób na razie odbudowuje się, choć nie jest on taki stabilny, jak przed pojawieniem się dużej częstości i intensywności, tak ekstremalnych zjawisk pogodowych jak susze i pożary. Ale jednak zawiera jakąś odporność.

Dr Boulton porównał stan odporności Amazonii do stanu piłki toczącej się w misce, i tak powiedział dla Carbon Brief:

„Im szybciej piłka wraca na dno miski, tym bardziej stabilny lub „odporny” jest system, a utrata sprężystości Amazonii jest jak ścianki miski, które stają się „płytsze”, co powoduje, że piłka toczy się z powrotem do środka miski wolniej. Ten sposób oceny utraty odporności nazywany jest teorią „krytycznego spowolnienia.” ”

Z kolei prof. Lenton w tym samym serwisie wyraził swoją opinię w następujący sposób:

„Ta metoda obliczania odporności pozwoli naukowcom wychwycić ten sygnał bez konieczności pokazywania się jako masowa zmiana w biomasie lub pokrywie drzew w lesie”.

Analizując komórki siatki za pomocą MODIS, naukowcy wyciągnęli wnioski, że w XXI wieku aż 76% ich wykazało spadek odporności na obszarze Amazonii.

—

 

Rys.2. Porównanie północnoatlantyckich SST (na górze), odporności Amazonii (w środku) i wylesiania użytkowania gruntów przez ludzi (%) w Amazonii (na dole). Wysokie SST wskazują na suche warunki w Amazonii. Wysoka VOD AR(1) wskazuje na niską odporność Amazonii. A wysoki procent użytkowania gruntów przez ludzi wskazuje na duże wylesianie i fragmentację lasów. Źródło: Boulton i in. (2022).

—

Zmiany wzorców opadów a zmiany temperatury powierzchni morza (SST)

Badając zmiany wzorców opadów naukowcy skorelowali je ze zmianami w temperaturze powierzchni morza (SST – Sea Surface Temperature) na tropikalnym Atlantyku i Pacyfiku.

Jak już wiadomo, gdy jest cieplejsze SST, to tropikalny pas deszczowy przesuwa się na północ. Jest to tak zwane przesunięcie Międzytropikalnej Strefy Konwergencji (ITCZ – Intertropical Convergence Zone). A to z kolei właśnie jest też przyczyną wysychania lasu deszczowego Amazonii.

Górny panel poniższego wykresu pokazuje SST, gdzie wyższe temperatury wyraźnie wskazują na bardziej suche warunki w Amazonii. Z kolei środkowy panel pokazuje odporność lasu, gdzie wyższe wartości wskazują na niższą odporność Amazonii. Natomiast dolny panel ukazuje użytkowanie gruntów przez ludzi w Amazonii w czasie, gdzie wyższe wartości wskazują na wyższy poziom wylesiania.

Boulton na konferencji prasowej powiedział, że jesteśmy coraz bliżej przekroczenia punktu krytycznego. Jednak obecne badanie nie wskazuje terminu, kiedy to się stanie. Ale, gdy spalanie paliw kopalnych oraz wylesianie, w tym Amazonii, będzie dalej postępować wraz z nasilaniem się susz i pożarów, to może to nastąpić szybciej niż myślimy. Amazonia wówczas może zmienić się w sawannę.

—

Bibliografia:

1. McSweeney R., 2020 ; Explainer: Nine ‘tipping points’ that could be triggered by climate change ; Carbon Brief ; https://www.carbonbrief.org/explainer-nine-tipping-points-that-could-be-triggered-by-climate-change/
2. Tandon A., 2022 ; Declining ‘resilience’ pushing Amazon rainforest towards tipping point ; Carbon Brief ; https://www.carbonbrief.org/declining-resilience-pushing-amazon-rainforest-towards-tipping-point/
3. Zemp D. C. et al., 2017 ; Deforestation effects on Amazon forest resilience ; Geophysical Research Letters ; https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2017GL072955
4. Boulton C. A., et. Al., 2022 ; Pronounced loss of Amazon rainforest resilience since the early 2000s ; Nature Climate Change ; https://www.nature.com/articles/s41558-022-01287-8

ENSO (El Niño / Southern Oscillation), czyli oscylacja południowa – to naprzemienne występowanie ciepłych, dodatnich faz El Niño, i chłodnych, ujemnych faz La Niña.

—

 

El Niño 1997

La Niña 1988

Rys.1. Anomalia temperatury powierzchni morza (SST – Sea Surface Temperature) i anomalia opadów deszczu (Rainfall) dla El Niño w 1997 r. i dla La Niña w 1988 r.

—

Pierwszym naukowcem, który zdefiniował oscylację ENSO był brytyjski matematyk i meteorolog sir Gilbert Walker. Było to w 1926 roku. Również pierwszy odkrył oscylację północnoatlantycką oraz komórkę atmosferyczną na Pacyfiku i Oceanie Indyjskim nazwaną od jego nazwiska komórką cyrkulacyjną Walkera, odpowiedzialną za powstawanie monsunów w Indiach ¹.

Walker zauważył również, że, gdy ciśnienie na Oceanie Spokojnym staje się wysokie, to zazwyczaj robi się niskie na Oceanie Indyjskim, od Afryki po Australię. Warunki te są związane z niskimi temperaturami na obu tych obszarach.

W 1969 roku norweski meteorolog Jacob Bjerknes, jako pierwszy, zauważył, że atmosfera równikowa jest mocno z ENSO sprzężona, i to, że maksymalne temperatury morza we wschodnim i środkowym równikowym Pacyfiku powstają w wyniku anomalnego osłabienia pasatów na półkuli południowej z jednoczesnym osłabieniem upwellingu równikowego u wybrzeży zachodnich Ameryki Południowej ².

Bjerknes jako pierwszy też odkrył przeciwieństwo ciepłego El Niño, którym jest chłodna La Niña.

2011 rok z najsilniejszą La Niña był chłodniejszy od rekordowo ciepłego w XX wieku 1998 roku z drugim największym w historii pomiarów El Niño. To wtedy głębiny oceanów intensywnie się ociepliły.

—

Podczas El Nino pasaty na środkowym tropikalnym Pacyfiku, normalnie wiejące ze wschodu na zachód, od wybrzeży Ameryki Południowej ku wschodnim wybrzeżom Australii i Indonezji, słabną i odwracają kierunek z zachodu na wschód, ku wybrzeżom Ameryki Południowej. Ten atmosferyczno-oceaniczny proces powoduje nagrzewanie powierzchniowych warstw oceanu z jednoczesnym ochładzaniem głębin, co jest przyczyną wspomnianego zatrzymywania upwellingu, czyli wypływu chłodnych i bogatych w składniki odżywcze wód u zachodnich wybrzeży Ameryki Południowej. Ogrzane wody tropikalnego środkowego i wschodniego Pacyfiku bardzo silnie parują, dzięki czemu atmosfera mocno się nagrzewa.

Podczas La Nina bardzo silnie wieją pasaty na tropikalnym Pacyfiku w kierunku od wybrzeży Ameryki Południowej ku Australii i Indonezji eksportując masy nagrzanego powietrza do oceanu i dalej w głębiny. Wzmaga się wtedy silnie upwelling, dzięki czemu tropikalny środkowy i wschodni Pacyfik słabiej paruje, a atmosfera słabiej się nagrzewa, a nawet wręcz ochładza.

Wprawdzie najsilniejsze w historii pomiarów El Niño było w latach 1982/1983, ale wtedy był jeszcze mniejszy przyrost temperatury globalnej niż we wspomnianych latach 1997/1998 czy też w latach 2015/2016. W tym ostatnim przypadku było ono jednym z najdłuższych i najsilniejszych, odkąd je się mierzy.

—

Rys.2. Warunki El Niño: ciepła woda i konwekcja atmosferyczna przesuwają się na wschód. W przypadku silnego El Niño głębsza termoklina u wybrzeży Ameryki Południowej oznacza, że ​​woda z upwellingu jest ciepła i uboga w składniki odżywcze.

—

Rys.3. Warunki La Niña: ciepła woda i konwekcja atmosferyczna przesuwają się na zachód. W silnym La Niñas głębsza termoklina u wybrzeży Australii oznacza, że ​​woda z upwellingu jest ciepła i uboga w składniki odżywcze.

—

El Niño

W coraz cieplejszym świecie ekstremalne zdarzenia El Niño będą coraz częstsze. Na ten temat już w ubiegłej dekadzie wypowiedzieli się naukowcy.

—

Rys.4. (u góry) Anomalie temperatury powierzchni morza uzyskane z satelity w grudniu 2004 r., kiedy występowało słabe zjawisko El Niño. Dodatnie anomalie temperatury powierzchni morza zostały ograniczone do środkowego Pacyfiku. (na dole) Anomalie temperatury powierzchni morza uzyskane z satelity w grudniu 1997 r., kiedy występowało silne zjawisko El Niño. Anomalie temperatury powierzchni morza są największe na wschodnim Pacyfiku, a dodatnie anomalie rozciągają się od środkowego Pacyfiku aż po wschodni Pacyfik. Zdjęcie klimatu NOAA wykorzystujące dane z  NOAAView

—

Praca zespołowa z 2014 roku, której głównym autorem jest Wenju Cai z Organizacji Badań Naukowych i Przemysłowych Wspólnoty Narodów (CSIRO – Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation), Instytutu Badań Morskich i Atmosferycznych w Aspendale, w stanie Wiktoria w Australii, mówi o tym, że takie ekstremalne zdarzenia El Niño, jak w latach 1997/98 i 1982/83 ulegną wręcz podwojeniu w przyszłym coraz cieplejszym świecie z temperaturą 1,5 stopnia Celsjusza powyżej okresu bazowego 1850-1900 4.

Są to typowe zmienności klimatu, które już oddziałują na wymuszenia antropogenicznych gazów cieplarnianych. Charakteryzują się one wyraźnym rozszerzeniem na wschód ciepłego basenu zachodniego Pacyfiku i rozwojem konwekcji atmosferycznej. Dlatego też występuje ogromny wzrost opadów na zazwyczaj zimnym i suchym równikowym wschodnim Pacyfiku.

Tak ogromna przebudowa planetarnej konwekcji atmosferycznej, w postaci ekstremalnego El Niño, powoduje bardzo poważnie zakłócone globalne wzorce pogodowe, które oddziałują ujemnie zarówno na ekosystemy, jak i na naszą gospodarkę. Np. rolnictwo, rybołówstwo. Te ekstremalne oscylacje oceaniczne również powodują nasilenie się cyklonów tropikalnych, susz, pożarów buszu, powodzi i innych ekstremalnych zjawisk pogodowych na całym świecie.

Wenju Cai w serwisie Carbon Brief powiedział 5:

Te ruchy powodują masową reorganizację cyrkulacji atmosfery, prowadząc do ekstremalnych warunków klimatycznych i pogodowych na całym świecie. Na przykład powodzie w Ekwadorze, Peru i południowo-zachodniej Ameryce, ale susze w Indonezji i innych krajach zachodniego Pacyfiku.

—

Agus Santoso, z ARC Centrum Badań Zmian Klimatu na Uniwersytecie Nowej Południowej Walii w Sydney, Michael McPhaden, z Laboratorium Środowiska Morskiego Pacyfiku, oraz Wenju Cai, z Centrum Badań Oceanów Półkuli Południowej i CSIRO w dziale Oceany i Atmosfera, w pracy swojej stwierdzili, że chociaż El Niño 2015/2016 było najsilniejsze w XXI wieku, to i tak w historii badań było ono dopiero trzecie, po 1982/1983 i 1997/1998. Wystąpiło ono już w znacznie bardziej ocieplonym świecie, zaznaczonym wieloma ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi na miarę katastrof ekologicznych. ³

—

Rys.5. Średnia anomalii SST w okresie od 11 października 2015 r. do 7 listopada 2015 r. (Wikipedia).

—

Autorzy w swojej pracy napisali:

Chociaż El Niño 2015/2016 różni się w charakterystyczny sposób od wydarzeń z lat 1982/1983 i 1997/1998, nadal można je uznać za pierwsze ekstremalne El Niño XXI wieku. Jego skrajność można przypisać po części niezwykle ciepłym warunkom w 2014 r. i długotrwałemu ociepleniu tła. W efekcie badanie to dostarcza listę fizycznie znaczących wskaźników, które można łatwo obliczyć w celu identyfikacji i śledzenia ekstremalnych zdarzeń ENSO w obserwacjach i modelach klimatycznych.

Jak czytamy w powyższym artykule, 2014 rok był rokiem bez El Niño, ale już najcieplejszym wówczas w historii pomiarów. Wzmocnienie El Niño tylko jeszcze bardziej zwiększyło ocieplenie Ziemi w dalszych latach: 2015 i 2016 (nadal rekordowym).

Niniejszy artykuł przeglądowy omawia obecny pogląd na ENSO i jego skrajności w świetle charakterystyki El Niño 2015/2016, poprzez analizę różnych obserwowanych zmiennych, które charakteryzują procesy ENSO.

Naukowcy ocenili ekstremalne wydarzenia El Niño i La Niña, a następnie sporządzili listę fizycznych indeksów, najbardziej ekstremalnych cech ENSO, w celu ich obliczenia.

Takie wskaźniki mogą być przydatne nie tylko dla społeczności naukowej i agencji prognozowania klimatu, ale także dla branż, takich jak ubezpieczenia (np. Khalil i in., 2007) i rolnictwo (np. Fraisse i in., 2008 ; Iizumi i in. , 2014), które rozważały już wdrożenie niektórych wskaźników w celu opracowania strategii zarządzania ryzykiem.

—

La Niña

La Niña z kolei jest wzmocnieniem neutralnej fazy i często przynosi z sobą znacznie silniejsze pasaty wiejące ze wschodniego Pacyfiku na zachodni oraz nadmierne opady deszczu i powodzie w Australii i w archipelagu indonezyjskim, przynosząc z sobą również straty ekonomiczne, zarówno w ekosystemach, jak i w infrastrukturze miast i wsi.

Wenju Cai za pomocą symulacji modelu CMIP5 oszacował, że nastąpił przyrost ekstremalnych zdarzeń La Niña z jednego na 23 lata do jednego na 13 lat. A dzieje się tak dlatego, ponieważ przewidywane jest szybsze średnie ocieplenie kontynentu morskiego niż środkowego Pacyfiku. Następnie przewidywane są zwiększone pionowe gradienty temperatury w górnej części oceanu i zwiększona częstotliwość ekstremalnych zjawisk El Niño sprzyjają rozwojowi ekstremalnych zdarzeń La Niña ⁹.

—

Rys.6. Ilustracja ekstremalnych warunków La Niña. a, Warunki średniej temperatury powierzchni morza podczas zimy borealnej (grudzień-luty) z 50 lat obserwacji. Zabarwienie wskazuje temperaturę powierzchni morza w krokach co 1 °C. Wiatry powierzchniowe (strzałka) wieją ze wschodu na zachód, powodując przemieszczanie wód powierzchniowych na zachód, podczas gdy zimniejsze wody z głębokich oceanów zbliżają się do powierzchni we wschodnim równikowym Pacyfiku. Temperatury wzdłuż równika rosną od około 24°C na wschodzie do około 29°C w zachodniej części basenu. Czarny kontur obejmuje wody cieplejsze niż 28 ° C, obszar, w którym głównie występuje głęboka konwekcja i opady tropikalne. b, Borealne zimowe ekstremalne warunki La Niña. Nasilają się powierzchniowe wiatry wschodnie, wody cieplejsze niż 28°C cofają się na zachód wzdłuż równika, powodując przesunięcie głębokiej konwekcji i opadów w kierunku kontynentu morskiego (jak wskazano w ramce po lewej). Centralny Pacyfik równikowy (ramka po prawej) staje się chłodniejszy, a gradient temperatury między Kontynentem Morskim a środkowym Pacyfikiem Równikowym jest zwiększony. Przewiduje się, że ten gradient temperatury wzmocni się średnio wraz ze zmianami klimatycznymi, ze względu na stosunkowo większe ocieplenie kontynentu morskiego w stosunku do środkowego Pacyfiku, tworząc sprzyjające warunki do rozwoju ekstremalnych zjawisk La Niña (Źródło: Antonietta Capotondi).

—

Naukowcy piszą, że w latach 1998–1999 ekstremalne wydarzenie La Niña, które nastąpiło po ekstremalnym El Niño w latach 1997–1998, wpłynęło na zamianę ekstremalnych susz wywołanych przez El Niño w niszczycielskie powodzie w krajach zachodniego Pacyfiku i w południowo-zachodnich Stanach Zjednoczonych. Co też miało taki wpływ, że podczas ekstremalnych wydarzeń La Niña na środkowym Pacyfiku zaczęły rozwijać się zimne warunki powierzchniowe, dzięki którym zaczął powstawać zwiększony gradient temperatury od strony kontynentu morskiego w kierunku środkowego Pacyfiku.

Na podstawie modeli CMIP5, naukowcy przedstawili dowody podczas modelowania klimatu i ekstrapolacji w przyszłość, że zwiększona częstotliwość takich ekstremalnych wydarzeń La Niña będzie miała miejsce w coraz cieplejszym świecie.

W sumie jednak przyszłość oscylacji La Niña jest jednak trudna do dokładniejszej analizy. Nie można też tego wykluczyć, że będą nasilone. Tego do końca tak dokładnie jeszcze nie wiemy.

—

Referencje:

1. Walker G. et al., 1925 ; Correlation in seasonal variations of weather, IX. A further study of world weather ; Monthly Weather Review, Volume 53: Issue 6 ; https://journals.ametsoc.org/view/journals/mwre/53/6/1520-0493_1925_53_252_cisvow_2_0_co_2.xml
2. Bjerknes J., 1969 ; Atmospheric teleconnections from the equatorial Pacific ; Monthly Weather Review, Volume 97: Issue 3 ; https://journals.ametsoc.org/view/journals/mwre/97/3/1520-0493_1969_097_0163_atftep_2_3_co_2.xml
3. Cai W. et al., 2014 ; Increasing frequency of extreme El Niño events due to greenhouse Warming ; Nature Climate Change ; https://www.nature.com/articles/nclimate2100
4. Santoso A. et al., 2017 ; The Defining Characteristics of ENSO Extremes and the Strong 2015/2016 El Niño ; Reviews of Geophysics ; https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2017RG000560
5. Cai W. et al., 2015 ; Increased frequency of extreme La Niña events under greenhouse Warming ; Nature Climate Change ; https://www.researchgate.net/publication/273287307_Increased_frequency_of_extreme_La_Nina_events_under_greenhouse_warming

Nie wszystkie wody pochodzące z Golfsztromu podlegają systemowi zatapiania się. Część z nich płynie dalej wzdłuż Prądu Północnoatlantyckiego w kierunku cieśnin Frama, Daviesa i Morza Norweskiego do wód arktycznych. I wraz z postępującym ociepleniem klimatu, wędrówce wód atlantyckich do wód polarnych towarzyszą też coraz częstsze migracje ryb, ptaków, waleni i innych gatunków atlantyckich w rejony subarktyczne. Jest to tak zwany proces atlantyfikacji mórz subarktycznych polegający na wypieraniu gatunków arktycznych przez atlantyckie.

—

Rys.1. Położenie Morza Barentsa na Oceanie Arktycznym.(Wikipedia)

—

Atlantyfikacja, termin po raz pierwszy użyty w 2017 roku przez rosyjskiego klimatologa i oceanografa Igora Polyakova pracującego w Międzynarodowym Centrum Badań Arktycznych i na Uniwersytecie Alaski w Fairbanks na wydziale Naturalnych Nauk i Matematyki. ¹

Zdaniem naukowców, Wschodni Basen Eurazjatycki Oceanu Arktycznego znajduje się na południe od strony Bieguna Północnego i na północ od Atlantyku. Jednak w miarę ocieplania się klimatu staje się on coraz bardziej podobny do swojego większego sąsiada z północy.

W swoich wynikach pracy badacze zaobserwowali, że region ten wyraźnie ewoluuje w kierunku stanu osłabienia naturalnej stratyfikacji w rejonie polarnym. Zwiększa się przez to mieszanie pionowe, które powoduje uwalnianie ciepła oceanicznego przyczyniającego się do redukcji ilości lodu morskiego. Zmiany te mogą mieć znaczny wpływ na inne geofizyczne i biogeochemiczne aspekty systemu Oceanu Arktycznego i mogą zapowiadać całkowicie nowy stan klimatu Arktyki.

Igor Polyakov i jego współpracownicy w swojej pracy napisali:

Atlantyfikacja jest to proces, w którym topnienie lodu latem wprawdzie wysładza powierzchniowe wody. Ale ocieplenie klimatu sprawia, że jest go coraz mniej. Kurczy się jego zasięg i traci na grubości. Tak się dzieje w eurazjatyckiej Subarktyce na Morzu Barentsa. Haloklina, warstwa przejściowa wód pod względem gęstości i zasolenia, staje się tam coraz mniej stabilna i nie zapobiega już tak mieszaniu, co sprzyja temu, że przy mniejszej zawartości lodu łatwiej wody atlantyckie mieszają się z arktycznymi. Na dodatek często bardzo silne wiatry spychają skutecznie z Atlantyku te masy ciepłych nagrzanych wód do Arktyki.

—-

Kolejna podobna interesująca na ten temat praca naukowa została przedstawiona przez badaczy norweskich: Sigrid Lind i Randi B. Ingvaldsen z Instytutu Badań Morskich w Tromsø oraz Tore’go Furevika z Instytutu Geofizycznego na Uniwersytecie w Bergen w Centrum Badań Klimatu w Bjerknes. ²

W pracy norweskich naukowców zostało potwierdzone co Polyakov rok wcześniej odkrył. Na podstawie kompilacji obserwacji hydrograficznych w Morzu Barentsa, w badanym okresie 1970-2016, naukowcy zaobserwowali nie tylko nasilający się napływ ciepłych i zasolonych wód atlantyckich do chłodnych i mniej zasolonych polarnych włącznie z ich coraz bardziej ułatwionym mieszaniem się pionowym, ale i również też osłabiony transport lodu z Oceanu Arktycznego. I ma to właśnie ujemne skutki dla dalszej egzystencji gatunków polarnych związanych zarówno z mniej słonymi wodami polarnymi, jak i z obecnością słodkiego lodu morskiego jako habitatu dla ssaków i ptaków morskich żyjących na co dzień w klimacie polarnym.

—

Film: Czym jest atlantyfikacja? Jak atlantyfikacja w Oceanie arktycznym tworzy ocieplenie i zasolenie.

—

W ostatnich latach pojawiło się coraz więcej dowodów rosnącego wpływu ciepła związanego z napływającą wodą Atlantyku na topnienie lodu morskiego od dołu i zapobieganie jego odrastaniu w zimie.

Tom Ripppeth z Uniwersytetu w Bangor stwierdził, że w 2005 r. ogólnie zaobserwowano ocieplenie wód atlantyckich napływających do Morza Barentsa. Spowodowały one cofanie się w jego południowej części lodu morskiego na północ do 76 stopnia szerokości geograficznej. ³

W ostatnich latach obserwuje się osłabienie stratyfikacji halokliny. We wschodniej części Morza, w kierunku Morza Łaptiewów, coroczne badania naukowe zespołu NABOS pod kierownictwem Igora Polyakowa, za pomocą  instrumentu oceanograficznego używanego do pomiaru przewodności elektrycznej, temperatury i ciśnienia wody morskiej (CTD), wskazały, że w ciągu ostatnich lat następuje ocieplenie i ruch wód atlantyckich na płyciznach połączony z mieszaniem wód arktycznych oraz osłabieniem stratyfikacji halokliny w ciągu ostatnich lat.

—

Rys.2. Mapa Oceanu Arktycznego przedstawiająca lokalizacje, o których mowa w tekście, wraz z wody atlantyckiej (czerwone strzałki), która dostaje się do Oceanu Arktycznego przez Cieśninę Fram i Morze Barentsa; zmiana koloru z czerwonego na niebieski wskazuje transformację wody atlantyckiej, ponieważ jest ona schładzana i wysładzana, jak opływa Ocean Arktyczny. Zwiększające się szerokości strzałki wskazują na porywanie wody arktycznej. Chłodniejsza, słodsza woda Pacyfiku (fioletowa strzałka) wpływa przez znacznie płytszą Cieśninę Beringa (Z Lenn, 2009).

—

1 września 2018 r. został pobrany profil CTD, około 40 km na zachód od rejonu badanego przez Nansena w 1895 r. Pokazał on temperaturę większą niż 1,5 °C na mniejszej głębokości niż ponad 120 lat temu.

Oceaniczny przepływ ciepła w górę, w związku z napływem znacznie cieplejszych wód atlantyckich, wzrósł od 3-4 W-m2 w latach 2007-2008 do ponad 10 W-m2 w latach 2016-2018. Co przyczyniło się do zmniejszenia lodu w badanym obszarze aż o 50 proc.

Ponadto boje cumownicze dokonały pomiaru w górnych 50 m słupa wody, które wskazały zwiększenie prędkości wiatrów oraz zwiększenie związanego z nimi ścinania. Stwierdzono zwiększenie sprzężenia między lodem, wiatrem a górnym oceanem.

Jednoczesne oddziaływanie górnych prądów oceanicznych oraz osłabienie stratyfikacji halokliny stało się przyczyną turbulentnego mieszania (wentylacji oceanicznej, charakterystycznej dla słonego i cieplejszego Atlantyku), które umożliwiło coraz łatwiejszy dopływ wód atlantyckich do powierzchni morza i przyspieszania topnienia lodu morskiego w badanym obszarze. Już niewielkie zaburzenia w przepływach ciepła mogą wyhamować tworzenie się lodu morskiego. Zauważalne jest w szczególności w części zachodniej badanego obszaru.

—

Rys.3. Profil temperatury wody morskiej podany przez Nansena (1897). Został on wykonany w ciągu 4 dni w dniach 13-17 sierpnia 1894 r. na 81°5′ N, 127°28′ E przez lód morski o grubości 3,17 m. Powierzchniowa warstwa mieszana pod lodem jest biała. Obszar słupa wody zajmowany przez haloklinę, w której zasolenie wzrasta wraz z głębokością, jest pokazany w kolorze wodnym, a obszar zajmowany przez cieplejsze i bardziej zasolone wody Atlantyku zaznaczono kolorem różowym.

—

Rys.4. Profil temperatury wykonany we wrześniu 2018 r., około 40 km na zachód od tego podanego przez Nansena, pokazany obok na jasnoniebiesko. Należy zauważyć, że w 2018 r. wodę atlantycką znaleziono na mniejszej głębokości, poniżej cieńszej warstwy halokliny, a jej maksymalna temperatura wzrosła z 0,4 °C do >1,5 °C.

—

Dokładne śledzenie kierunków pływów i wiatrów na Morzu Barentsa pomoże naukowcom w identyfikacji miejsc, w których wody intensywnie mieszają się. To oznaczałoby, że właśnie tam wody atlantyckie mieszają się z arktycznymi, hamując formowanie się lodu.

Tom Rippeth napisał w swojej pracy:

W ciągu ostatniej dekady zaobserwowano rosnący wpływ ciepła eksportowanego z Oceanu Atlantyckiego do Oceanu Arktycznego. W obrębie wschodniej Arktyki zwiększone topnienie wywołało nowy mechanizm sprzężenia zwrotnego, w którym zmniejszający się zasięg lodu morskiego pozwala na zwiększone sprzężenie między atmosferą a oceanem, co z kolei skutkuje większą ilością stosunkowo ciepłej wody atlantyckiej w kierunku powierzchni, zmniejszając zasięg lodu morskiego.

Pojawienie się w takich miejscach wód atlantyckich radykalnie zmienia słup wody. Gdy dochodzi do takich zdarzeń, można je uważać za poważny punkt krytyczny w systemie klimatycznym Ziemi.

—

Referencje:

1. Polyakov I. V. et al., 2017 ; Greater role for Atlantic inflows on sea-ice loss in the Eurasian Basin of the Arctic Ocean ; Science ; https://www.science.org/doi/10.1126/science.aai8204
2. Lind S. et al., 2018 ; Arctic warming hotspot in the northern Barents Sea linked to declining sea-ice import ; Nature Climate Change ; https://www.nature.com/articles/s41558-018-0205-y?WT.feed_name=subjects_climate-change
3. Rippeth Tom, 2022 ; Atlantification of the Arctic Ocean ; Prifysgol Bangor University ; https://research.bangor.ac.uk/portal/files/49470393/OC_Atlantification_final.pdf