Pustynnienie Ziemi już się zaczęło

Pustynnienie świata dziś

Czy świat w przyszłości będzie bardziej pustynnieć niż zazieleniać się? Wszystko możliwe, ale modele klimatyczne wskazują, że przewiduje się to w obszarach z dala od oceanów i mórz. Najbardziej narażonymi na pustynnienie rejonami świata są Australia, Europa południowa, Afryka południowa, północna część Ameryki Południowej z Amazonią, Meksyk z zachodnią częścią USA. Jednakże Bliski Wschód, Azja Środkowa czy zachodnie Chiny również w przyszłości staną się obszarami coraz bardziej suchymi. Ekosystemy tracą swój duży stopień wilgotności dzięki temu, że parowanie zaczyna wyraźnie przeważać nad opadami deszczu w wymienionych regionach Ziemi. Zarówno wyręby i wypalanie ogromnych połaci lasów, jak i spalanie paliw kopalnych przyczynia się intensywnie do wzrostu temperatury na wielu obszarach podatnych na osuszanie (Ross W. Gorte & Pervaze A. Sheikh, 2010).

Mało ludzi zastanawia się, co się tak naprawdę dzieje w strefach klimatu zwrotnikowego i równikowego, a także na najwyższych szerokościach geograficznych, zwłaszcza w Arktyce, w tym na Grenlandii. A niektóre symptomy zmian klimatycznych są widoczne już od wielu lat. Np. Wysychające Jezioro Aralskie w Azji środkowej (Wu Jing Lu i in. 2009). Wysychające Jezioro Czad w Afryce środkowej (Willibroad Buma & Sang-Il Lee, 2016). I wiele innych zbiorników i cieków wodnych na świecie.

Klimat od co najmniej dekady funduje nam procesy, które wywołują, z roku na rok w okresie wiosennym i letnim, ekstremalne wzrosty temperatur w obszarach subtropikalnych i śródziemnomorskich. Są one coraz bardziej niepokojące. Nagminnie występujące coraz częstsze okresy uciążliwych susz, upałów i pożarów są przeplatane coraz rzadszymi opadami deszczowymi. Na razie więcej w pogodzie obserwuje się intensywnych, ale krótkich ulew z gwałtownymi burzami. Zarówno występowanie długotrwałych susz, jak i zmasowanych ulew, odbija się oczywiście bardzo negatywnie na gospodarkach rolnych wszystkich krajów świata leżących w obszarach o charakterze stepowym i pustynnym (Eric Gilleland & Richard W. Katz, 2006).

Komórki atmosferyczne

W systemie klimatycznym funkcjonują tzw komórki atmosferyczne. Komórka Hadleya, zwana też pasatową, przemieszcza się od niżów równikowych do wyżów zwrotnikowych. Umożliwia ona bezpośredni transport ciepła ze strefy równikowej do szerokości zwrotnikowych. Następnie komórka Ferrela, występująca między wyżami zwrotnikowymi a niżami strefy umiarkowanej, transportuje ciepło w kierunku średnich szerokości geograficznych. Ostatnią komórką wielkoskalowego formatu jest komórka polarna. Krąży ona od obszarów klimatu umiarkowanego ze stabilnego wysokiego ciśnienia do rejonów podbiegunowych i biegunowych niskiego ciśnienia (Met Office).

Komórka Hadleya powiększa swój zasięg

Nas jednak będzie interesować komórka Hadleya, która ma bezpośredni związek z pustynnieniem wielu rejonów świata. W strefie tropikalnej równikowej intensywnie występują tzw. głębokie konwekcje z równie intensywnymi opadami atmosferycznymi w tamtej części świata (Jian Lu i in., 2007). Jednak masowe wyręby lasów deszczowych, zwłaszcza w Amazonii, w środkowej Afryce i na Borneo. I tutaj jest ciekawa sprawa. Borneo choć jest mocno wylesione, to na razie modele klimatyczne nie przewidują jakiegoś stepowienia tej wyspy ani całego archipelagu indonezyjsko-malajskiego, ze względu na obecność pojawiania się silnego chłodnego prądu La Nina z wilgotnymi masami powietrza niesionymi przez pasaty. Ale nie wiadomo czy w ogóle w niedalekiej przyszłości nie zostaną zaburzone te procesy głębokokonwekcyjne.

Rysunek. Diagram ogólnej cyrkulacji atmosfery z zaznaczoną cyrkulacją Hadleya pomiędzy obszarami równikowymi a obszarami podzwrotnikowymi (0-30). Linią zielona zaznaczono strefę konwergencji wewnątrztropikalnej (ITCZ). Wiatry w górnej troposferze (na 12-15km) są od równika. Wiatry dolne w komórce Hadleya to wiatry pasatowe, które mają wschodnią (oprócz północnej) składową prędkości ze względu na siłę Coriolisa. Komórka Hadleya wymienia bezpośrednio ciepło pomiędzy tropikami i obszarami pozatropikalnymi (ekstratropikalnymi). Na rysunku zaznaczono też komórki średnich szerokości i komórki polarne, ale mają one inną strukturę niż komórka Hadleya - np. wymiana ciepła w komórce średnich szerokości odbywa się za pomocą układów niżowych (sztormy ekstratropikalne).

Para wodna masowo unosząca się nad równikiem, szybko schładza się, głównie w zimnej tropopauzie. Powietrze atmosferyczne traci swą wilgotność w drodze ku zwrotnikom, czyli ku szerokościom geograficznym 20-30 stopni Celsjusza. Tam wysoko w atmosferze ulega ono ogromnemu przesuszeniu. Tak, że opadając ku powierzchni Ziemi jest wręcz pozbawione wilgotności. Dlatego rejony świata o wspomnianych szerokościach geograficznych są najbardziej suche na Ziemi. I mogą naturalnie tam powstawać pustynie i stepy. Zawracając od zwrotników, tuż przy samym gruncie, w kierunku równika komórka Hadleya zbiera po drodze wilgoć. Gdy już pojawi się na miejscu, z powrotem podczas głębokiej konwekcji wyparowuje mocno wysycone wilgocią gorące powietrze wysoko do troposfery, a zwłaszcza do tropopauzy. I cykl obiegu powietrza w komórce Hadleya powtarza się (Liping Zhang & Lixin Wu, 2013). Jednak trzeba być tego świadomym, że w dobie narastającego globalnego ocieplenia przyziemny transport wilgotnego powietrza od zwrotników do równika może stawać się coraz bardziej zaburzany. Przyczyną oczywiście jest coraz intensywniejsze nagrzewanie się podłoża przez antropogeniczne emisje gazów cieplarnianych.

Wewnątrztropikalna strefa konwergencji i pasaty – elementy kluczowe komórki Hadleya

Należy też pamiętać o tym, że w rejonach równikowych częścią komórki Hadleya jest ITCZ (wewnątrztropikalna strefa konwergencji), która ma duży związek z głęboką konwekcją, opadami i burzami. Regularnie występuje w ciągu okresu letniego na danej półkuli między 3 a 10 stopniem szerokości geograficznej. Jednakże w przeszłości, i to niedawnej bo zaledwie 7-8 tys. lat temu, wewnątrztropikalna strefa konwergencji była mocniej przesunięta na północ Ziemi. Co przyczyniło się do wzmocnienia wilgotności w obszarach Karaibów, a wysuszenia obszarów Amazonii i obszarów górzystych w Peru oraz północnych rejonów Australii. Dziś Amazonia stepowieje (Yongjun Hu, 2007). Czy naturalny scenariusz z przeszłości nie ma zamiaru się powtórzyć przy jednocześnie trwającej antropopresji związanej głównie ze spalaniem paliw kopalnych i wylesianiem? Na to wygląda, że tak. I tym gorzej dla nas.

Dzięki obecności komórki Hadleya, na obu półkulach, także dzięki sile Coriolisa, istniejącej dzięki obrotowi Ziemi z zachodu na wschód, powstają łagodne pasaty (wiatry równikowe). Na półkuli północnej wieją one z kierunku północno-wschodniego , a na półkuli południowej – z kierunku południowo-wschodniego. Wszystkie wieją z wyżów zwrotnikowych do niżów równikowych. I tam spotykają się we wspomnianej wcześniej wewnątrztropikalnej strefie konwergencji (ITCZ) (Steven Businger i in., 2012).

Pustynie jako biomy poszerzają swoje zasięgi

Wraz z postępującym globalnym ociepleniem pustynie poszerzają swoje zasięgi, zarówno na północ, jak i na południe od równika. Wysokie temperatury wraz z coraz rzadszymi opadami wzmacniają efekt wysuszenia ogromnych obszarów z winy człowieka. Skala zniszczeń ekosystemów przekłada się na intensyfikację lokalnych i regionalnych fal upałów i obniżania się poziomu wód gruntowych. To również eksploatacja zbiorowisk leśnych doprowadziła do takiego stanu, że w strefie zwrotnikowej jest dziś o wiele więcej obszarów pustynnych niż zalesionych. Ale również jest to proces naturalny, że nastąpiło pustynnienie na zwrotnikach. Należy podkreślić też, że w sposób naturalny wykształciła się tam zubożona szata roślinna z wyraźną przewagą roślin kserotermicznych (sucholubnych) nad higrofilnymi (wilgociolubnymi) wraz z fauną przystosowaną do suchych ekosystemów. Jednak człowiek poprzez swoją ingerencję w naturę jeszcze silniej zaburzył ewolucję ekosystemów na 20-30 stopniach szerokości geograficznej. Los jest w tej chwili nieubłagany, planeta zmierza ku stepowieniu i pustynnieniu. A wszystko to głównie dzięki spalaniu paliw kopalnych i wylesieniom (Sang-Hye Shin i in., 2012).

Czy intensyfikacja procesów pustynnienia w komórce Hadleya powiększy się?

Zagadką jest przyszłość rejonów równikowych i okołorównikowych. Możliwe, że pas strefy lasów deszczowych będzie się mocno zawężać na niekorzyść wilgociolubnych ekosystemów, a na korzyść sucholubnych. Ekstrema susz i upałów za kilkadziesiąt lat mogą poważnie przesunąć się na szerokości geograficzne 40 a nawet 50 stopni. Trzeba się z tym liczyć. Zasięgi geograficzne, z tendencją pustynnienia, wraz z wieloma gatunkami roślin i zwierząt, wyraźnie przesuwają się na półkuli północnej na północ, a na południowej – na południe. Nieprzerwany wzrost globalnej koncentracji gazów cieplarnianych powodujący fluktuacyjny wzrost temperatury już w niedalekiej przyszłości mogą przynieść nam dużo przykrych i szokujących zmian w systemie klimatycznym naszej planety.

Jaka przyszłość za 100 lat?

Dziś ludzkość powinna poważnie brać prognozy klimatologów i szukać rozwiązań adaptacyjnych do nowej, niezbyt przyjaznej dla naszego zdrowia i dla zdrowia innych gatunków, rzeczywistości. Prawda jest okrutna. Świat się do tego czasu ociepli między 3 a 4 stopnie Celsjusza. Koncentracja dwutlenku węgla może dochodzić nawet do 700, a może nawet do 800 ppm. Będzie naprawdę o kilka rzędów cieplej niż dziś. Wiele osobników, naszego gatunku i innych gatunków, po prostu nie przeżyje takich ekstremalnych zmian pogodowych za 100 lat. Umieralność, średnio statystycznie, będzie bardzo wysoka przy normatywnej temperaturze 30-35 stopni Celsjusza oraz przy ekstremalnej 40-45 stopni Celsjusza. Najlżejsze oczywiście będą miesiące zimowe oraz późnojesienne i wczesnowiosenne, ale wtedy będzie zaznaczony wyższy wzrost temperatury na Ziemi. W każdym razie tendencja ku pustynnieniu ekosystemów będzie znacznie wyższa niż ku zazielenieniu. Będzie to niestety nieuchronne przy naszym uporczywym trzymaniu się energetyki z paliw kopalnych oraz przy bezmyślnym masowym wyrębywaniu i wypalaniu ostatnich naturalnych zbiorowisk leśnych, zwłaszcza w rejonach tropikalnych Ziemi.

http://ziemianarozdrozu.pl/artykul/2142/historia-przyszlosci-polski

https://en.wikipedia.org/wiki/Hadley_cell

https://fas.org/sgp/crs/misc/R41144.pdf

https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/20113108342

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877705816318926

http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.451.4433&rep=rep1&type=pdf

https://www.metoffice.gov.uk/weather/learn-about/weather/atmosphere/global-circulation-patterns

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2006GL028443

https://journals.ametsoc.org/jcli/article/26/15/5578/34234/Modes-and-Mechanisms-of-Global-Water-Vapor

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2007GL030950

https://www.soest.hawaii.edu/MET/Faculty/businger/kahua_ao/lessons/Lesson1.pdf

http://www.jamstec.go.jp/jdb/ronbun/Ks00033392.pdf

Dodaj komentarz

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