Wysokie temperatury w Arktyce, przyrost lodu znacznie zahamowany

Chociaż zasięg czapy polarnej w Arktyce rośnie i nie jest rekordowo niski, to sytuacja nie kończy się tylko na powierzchni/zasięgu. Napędzana przez globalne ocieplenie ekstremalna pogoda odciska piętno na pokrywającym Ocean Arktyczny lodzie. Ta ekstremalna pogoda w postaci potężnych sztormów przygotowuje dramatyczny scenariusz topnienia lodu w latach 2016-2017. Mapa Wetterzentrale pokazuje sytuację pogodową na 29.10.2015. Od kilku dni występuje dipol arktyczny, ale bez aktywnego udziału wyżu znad M. Beauforta, który nie wspomaga transportu lodu do C. Frama.

Anomalie termiczne na półkuli północnej 29 października 2015. Climate Reanalyzer

Temperatura na Ziemi jest wysoka i 2015 rok będzie najcieplejszym w historii pomiarów. Niezwykle wysokie są anomalie termiczne w Arktyce, w tym na Grenlandii, gdzie atlantycki orkan wysyła tam ciepło. Także dalekowschodni sztorm wysyła duże ilości ciepła nad północną Syberię i dalej nad Ocean Arktyczny. Wraz z nim działa także potężny sztorm znad Morza Karskiego, co prowadzi do wysokich anomalii termicznych, wspomaganych przez ciepło uwalniane z zamarzającego oceanu.

Zmiany grubości lodu w Arktyce w trzeciej dekadzie października 2015. HYCOM

Do tego nakłada się jeszcze El Niño, które jest silniejsze od tego z 2010 roku, sprzed wielkiego topnienia w 2012 roku. El Niño nakręca spiralę globalnego ocieplenia i może okazać się nawet silniejszego od tego z 1997 roku. Tak zwany bezpieczny próg 2^oC jest już przekroczony przez rosnące szybko temperatury i wysoką koncentrację CO₂ w atmosferze, odpowiadającą tej sprzed kilku-kilkunastu milionów lat. Szczyt klimatyczny w Paryżu nie ma już znaczenia. 

Jeśli użyjemy kilkakrotnie opcji "ctr i +", by powiększyć animację HYCOM zobaczymy, że tak naprawdę lód W Arktyce w ogóle nie przyrasta. Rośnie jedynie cienka warstwa sezonowego lodu, który zniknie w przyszłym roku. Sytuacja jest już katastrofalna, bo z powodu rosnących temperatur, El Niño i ewentualnego dipola arktycznego latem, czapa polarna może stopić się poniżej 3 mln km² we wrześniu 2016 roku. Taka sytuacja oznacza katastrofalne zmiany w pogodzie i odbije się na stabilności produkcji żywnościowej na świecie. W 2015 roku Polska doświadczyła suszy, gdzie straty wycenione zostały na ponad 1 mld złotych. A to tylko wstęp do tego co może wydarzyć się w przyszłości, zwłaszcza że teraz susza wciąż ma miejsce, bo opady deszczu w Polsce są znikome.  

Zobacz także:

• Głębokie niże baryczne zaciągają ciepło do Arktyki, poniedziałek, 26 października 2015 
• W W Arktyce nie ma grubego lodu, piątek, 11 września 2015 Chociaż w tym roku nie padnie rekord, tak jak w 2012 roku, to tegoroczne topnienie czapy polarnej nie obeszło bez  poważnych konsekwencji.

Głębokie niże baryczne zaciągają ciepło do Arktyki

Amplifikacja arktyczna prowadzi do anomalii prądu strumieniowego na półkuli północnej. Wzrost temperatur w Arktyce związany z nadmiernym topnieniem lodu w sezonie letnim jest przyczyną spowolnienia i silnego meandrowania prądu strumieniowego. Jednocześnie wzrost temperatur, szczególnie powierzchni mórz i oceanów sprzyja zwiększonej aktywności sztormów i subpolarnych huraganów, m.in. właśnie orkanów powstających na północnym Atlantyku.

Prognozowane zmiany pogodowe w Arktyce i wokół niej 27-29 października 2015 roku. Na mapie widać, jak prąd strumieniowy meandruje (czarna linia na mapie) i odchyla się w kierunku południowym i północnym. Z tego powodu do Arktyki trafiają duże ilości ciepła. Wetterzentrale 

Animacja pokazuje prognozowane zmiany pogodowe w Arktyce i obszarach leżących wokół niej, w tym wychylenia prądu strumieniowego w kierunku Oceanu Arktycznego. Prąd strumieniowy oddziela zimne powietrze od ciepłego. Potężne niże baryczne, mające postać sztormów i huraganów mogą nie mieć końca z powodu blokady cyrkulacji atmosferycznej. Ciepłe powietrze jest zasysane przez sztormy do Arktyki, dotyczy to też rozległych układów wysokiego ciśnienia. Na przykład 28-29 października orkan na północnym Atlantyku przeniesie duże ilości ciepła z południa do Grenlandii, podobnie jak rozległy niż z nad Morza Karskiego przeniesie ciepło z południa kontynentu nad północne krańce Syberii i nad Ocean Arktyczny. 

Anomalie temperatur w Arktyce 27-29 października 2015 roku. Climate Reanalyzer

Animacja pokazuje prognozowane odchylenia termiczne w Arktyce. W całej Arktyce anomalie będą niezwykle wysokie, przekraczające 2^oC. Lokalnie będzie to od 10 do nawet 30^oC, poza skalą pokazywaną na mapach Climate Reanalyzer. O tej porze wzrost temperatur nie roztopi czapy polarnej, ale może spowolnić przyrost ilości lodu. Ponadto wiejące od strony Syberii wiatry będą przenosić lód w kierunku Oceanu Atlantyckiego. Z tego powodu przyrost lodu po rosyjskiej stronie Oceanu Arktycznego może wręcz stanąć w miejscu. Mapa HYCOM obok pokazuje dryf lodu w Arktyce na 27 października. 

Temperatury w Europie (mierzone na poziomie 850 hPa, czyli około 1400 metrów nad poziomem morza) 29 października 2015 roku. Wetterzentrale

Na uwagę zasługuje tu wspomniany orkan, który 28/29 października spowoduje wzrost temperatur na Grenlandii. Z dotychczasowych -40oc, temperatura na Grenlandii wzrośnie do -10^oC, na wybrzeżu do -5^oC, miejscami nawet do 0^oC. To tak, jak by w Polsce teraz temperatura wzrosła z 8 do 38^oC. Cóż, może kiedyś takie coś zdarzy się u nas, i późną jesienią będziemy mieli lato. To możliwe, skoro np w 1968 roku na początku listopada było 20-23^oC, temperatura typowa dla maja lub początku września. W przyszłości rekordy te zostaną pobite, co jest kwestią czasu. A już w tym roku w Polsce padł rekord. 1 września w Tarnowie zanotowano 36,8^oC, wartość typową raczej dla krajów arabskich i północnej Afryki.  

Zobacz także:

• Zemsta świstaka, wtorek, 11 listopada 2014 Mieszkańcy Stanów Zjednoczonych wyrazili wielkie obawy, po tym jak słynny świstak poniósł niechybną śmierć z ręki burmistrza Nowego Jorku. Oczywiście był to tylko wypadek, ale sprawy zaczynają przybierać dość ponury obrót - czy teraz zwierzę mści się zza grobu? USA doświadczają właśnie pierwszego, silnego ataku zimy. 

Porównanie kriosfery - jest gorzej niż w ostatnich latach

W Arktyce formuje się dipol arktyczny - układ ośrodków barycznych (wyż po stronie amerykańskiej, niż baryczny po rosyjskiej), który powoduje utratę lodu morskiego pokrywającego Ocean Arktyczny. Mapa Wetterzentrale pokazuje, że dipol ponownie się formuje w Arktyce. Prognozy nie wskazują długiej obecności tego zjawiska, ale transport lodu przez Cieśninę Frama będzie dość częstym zjawiskiem. Wyż nie będzie wyciągać lodu m.in. z Morza Beauforta, ale niże znad Rosji będą mieć negatywny wpływ na rosyjską część czapy polarnej, a lód nie ma tam zbyt dużej miąższości. 

Porównanie grubości lodu 21 października 2012 i 2015 roku. HYCOM

Całościowo lodu w Arktyce wciąż powinno być teraz więcej niż w 2012 roku o tej samej porze, gdyż jego powierzchnia jest większa niż obecnie Sama powierzchnia (zresztą i tak o ponad 1 mln km² mniejsza niż kilkanaście lat temu) to nie wszystko, znacznie spadła grubość pokrywy lodowej. Ciepło wód Oceanu Arktycznego roztapiało lód od spodu. Teraz pokrywa lodowa przyrasta dość wolno. Porównując dane prezentowane przez Naval Research Laboratory widzimy, że udział grubego lodu jest niewielki. Obszary mającej około 4 metrów grubości czapy polarnej zajmują niewielką powierzchnię w przeciwieństwie do 2012 roku. Obszar lodu o grubości około 2 metrów jest w tym roku większy, ale ta część arktycznej czapy polarnej w przyszłym roku może bardzo szybko się stopić. Szybko topnieje cienki lód, zwłaszcza że jest podatny na działanie silnego wiatru. 

Porównanie grubości lodu 21 października 2014 i 2015 roku. HYCOM

Kolejne zestawienie pokazuje rok 2014 na tle obecnego. 2014 był rokiem, kiedy lodu w Arktyce przybywało. Jego ilość znacznie wzrosła w stosunku do 2012 roku. Latem 2015 ilość ta została znacznie zredukowana.

Faza ENSO w latach 2007-2015. El Nino 2010/11 nie było tak silne jak obecnie. Meteomodel.pl

Co stanie się za kilka miesięcy? Pokrywa lodowa Oceanu Arktycznego będzie najprawdopodobniej topić się szybciej niż w tym roku. Być może nawet szybciej niż w 2012 roku. Dlaczego? Winne jest El Niño, możliwe, że znacznie wzmocnione przez globalne ocieplenie. Siła El Niño jest już teraz większa niż w 2010 roku - roku przed wielkimi roztopami 2011 i 2012. Ciepło z El Niño prędzej czy później trafi do Arktyki. A według prognoz wzrost dodatniej fazy ENSO nie został zakończony i El Niño może okazać się silniejsze niż w osławionym 1997 roku.

Od skrajnie śnieżnych zim, po ekstremalnie suche lata. Tak może wyglądać przyszłość, ta najbliższa. Za 30-40 lat okres bez lodu w Arktyce wydłuży się prawdopodobnie do 10-12 miesięcy w roku, więc temperatury wzrosną na tyle, że zim na Ziemi nie będzie, poza Grenlandią i Antarktydą rzecz jasna. Tam wciąż będzie coraz szybciej tracący masę lądolód. 

W takich okolicznościach czapa polarna może stopić się poniżej 3 mln km² jeszcze w 2017 roku. Co wtedy? Przypomnijmy sobie, co się działo z pogodą w Polsce po roku 2012. Co działo się na świecie? Do czego doprowadziły skutki amplifikacji arktycznej. Susza 2015 w Polsce (ponad 1 mld złotych strat), to tylko przedsmak tego, co czeka nas w przyszłości. Antropogeniczna zmiana klimatu (wzrost temperatur z powodu emisji CO₂ do atmosfery) i amplifikacja arktyczna (spadek różnicy temperatur miedzy strefą polarną a tropikalną) doprowadzi do jeszcze gorszych katastrof klimatycznych. Kiedyś oczywiście było cieplej, Ziemię to nie zaboli, ale 56 mln lat temu nie było ludzi na Ziemi.

Arctic News - czy zamarzanie Oceanu Arktycznego jest imponująco szybkie?

Na początku października Ocean Arktyczny nie zamarzał szybko, ale później tempo przyrostu zasięgu lodu przyspieszyło. Te przyspieszenie nie jest niczym niezwykłym. Każdy kto jest obeznany w fizyce atmosfery wie, dlaczego tak się dzieje. Większość osób jednak nie wie. Przede wszystkim mamy noc polarną w części Arktyki, więc ciepło jest wypromieniowywane i nie ma źródła energii, jakim jest promieniowanie słoneczne. Ocean się nie nagrzewa, gdyż Słońce w Arktyce albo świeci już zbyt nisko i tylko przez 10-11 godzin, albo nie świeci w ogóle - wokół bieguna północnego Słońca już nie widać nad horyzontem. Druga sprawa, to sama pogoda. Przez ostatnie kilka dni w Arktyce przeważa mniej lub bardziej wysokie ciśnienie. Skoro jest wysokie ciśnienie, to zachmurzenie jest niskie, lub nie ma go wcale. Nie ma więc tzw. koca z chmur, co powoduje ucieczkę ciepła. Powierzchnia szybko się wychładza, wychładza się powierzchnia wód Oceanu Arktycznego. Kolejna sprawa, to rozmieszczenie układów barycznych. Oprócz wyżów barycznych, są także niże. 10 października powstał dość głęboki niż, który dosłownie rozdmuchiwał lód na obszary wolne od lodu. Jednocześnie współpracując z wyżem z nad Grenadilli i bieguna północnego zaciągał mroźne masy powietrza nad obszary, gdzie lód jeszcze się nie pojawił. Woda zaczęła więc zamarzać. I tu właśnie mamy odpowiedzieć na ostanie szybkie dni przyrostowe.

 Zasięg i koncentracja arktycznego lodu morskiego. AMSR2 Uni Bremen

Mapa AMSR2 pokazuje, że zasięg lodu jest zauważalnie większy, jeśli spojrzymy na wrześniowe minimum, to widać spore różnice. To z pewnością na sceptykach globalnego ocieplenia robi wrażenie. Zamknięte jest już Przejście Północno-Zachodnie, granica lodu znajduje się dosyć blisko wybrzeży Alaski i Jukonu. Zamyka się także rosyjski szlak morski. Mroźne masy powietrza znad wychładzającej się przez coraz dłuższe noce Syberii (temperatura spada tam nawet do -20^oC) powodują zamarzanie wód Morza Łaptiewów. 

Mapa koncentracji lodu morskiego w kolorowej wersji znajduje się tutaj.

Zmiany zasięgu arktycznego lodu morskiego między 29 września a 15 października 2015 roku. Kliknij, aby powiększyć

Animacja pokazuje zmiany zasięgu lodu w pierwszej połowie października. Dla denialistów sprawa jest oczywista - epoka lodowcowa, bo lód dość szybko zwiększa swoją powierzchnię. Przecież jest globalne ocieplenie, więc nie powinien zamarzać. Ale w 2012 roku też zamarzał, nawet szybciej niż teraz i nie ma w tym nic dziwnego. Dopóki lód jest, jest źródło zimna, które sprawi, że inne obszary też zrobią się zimne, a z powodu czystej fizyki ciepła powierzchnia odda to ciepło do atmosfery i stanie się zimna - w końcu pokryje się cienką warstwą lodu. To szybko pojawiający się lód sezonowy. Lód, który szybko zamarzając zatrzymuje to, co nie mogło się wydostać - ciepło zalegające kilkanaście centymetrów niżej pod powierzchnią wody. Już o tym była mowa. Z tym ciepłem więc coś się stanie. A koncentracja metanu w Arktyce rośnie w ostatnich latach, choć nie każdy rok musi oznaczać nowy rekord.

Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2015 roku na tle 2012 roku i wyszczególnienie na tle ostatnich lat. NSIDC

Jeśli uważnie przyjrzymy się danym przedstawionym na wykresie NSIDC, to wzrost zasięgu lodu w Arktyce nie jest wcale taki szybki. W 2012 roku był nawet szybszy. Możliwe, że kiedy lód w Arktyce stopi się do około jednego miliona kilometrów kwadratowych, to w pewnym momencie (czyli na pewno w październiku) tempo przyrostu znacznie wzrośnie. I wtedy sceptycy zasugerują, że klimat przecież się nie ociepla, bo w Arktyce czapa polarna bardzo szybko rośnie. Chyba, że zaistnieją warunki pogodowe, które uniemożliwią szybkie zamarzanie oceanu. Zasięg lodu 15 października wyniósł 6,42 mln km² i był czwartym najmniejszym w historii pomiarów. Rekordzistą pozostaje 2012 rok - 5,24 mln km². Wtedy też czapa polarna zaczęła bardzo szybko powiększać swoje rozmiary. Podobnie jest teraz. 7,2 mln km² z kolei 15 października miała czapa polarna w 2013 roku. Zasięg lodu w Arktyce nie jest więc duży, szczególnie jeśli spojrzymy na dane historyczne i przedstawimy je w formie mediany 1981-2010. Mapa obok pokazuje, że obecny zasięg lodu jest mały. 20 lat temu w połowie zamarznięte było Morze Karskie. Ponad 400 lat temu Willem Barents utknął na północnej wyspie Nowej Ziemi z powodu zamarzającego na początku września lodu (na granicy Morza Barentsa i Karskiego). Dziś ten żeglarz nie miałby najmniejszych problemów z dopłynięciem do Chin. Nawet teraz w połowie października Cieśnina Wilkickiego na północ od półwyspu Tajmyr pozostaje wolna od lodu. W tym czasie Barents byłby już dawno na Pacyfiku. 

Odchylenia temperatur od średniej (1981-2010) na półkuli północnej dla pierwszej połowy października 2015 roku. NOAA/NCAR

Animacja obok pokazuje zmiany odchyleń temperatur powierzchniowych wód w Arktyce. Zanik anomalii termicznych oznacza powrót temperatury powierzchni arktycznych mórz do stanu jaki być powinien, czyli do temperatur oznaczających rychłe zamarzanie. Wciąż jednak są miejsca, gdzie powierzchnia wody zamiast mieść -1^oC (blisko punktu zamarzania słonej wody w zależności od stopnia zasolenia) ma -0,5^oC lub 0^oC, a miejscami nawet jeszcze powyżej zera stopni. Woda jest więc znacznie cieplejsza niż kiedyś. Oczywiście i ta się wychłodzi oddając ciepło do atmosfery. A jak pokazuje mapa NOAA pierwsza połowa października w Arktyce była nadzwyczaj ciepła. Temperatura nad Oceanem Arktycznym była średnio 3-4oC wyższa od średniej okresu bazowego. W całej Arktyce jest zaś od 1 do 2oC cieplej niż 20-30 lat temu. Według danych Climate Reanalyzer jest o 1,5 do 1,8^oC cieplej niż w okresie 1979-2000. Dość nie dawno temu. Lód może i szybko zamarza i równie szybko rosną anomalie temperatur, co w praktyce oznacza powolny, lub wręcz brak spadku temperatur. Według danych Duńskiego Instytutu Meteorologicznego temperatura jakoś niechętnie spada. Przy jeszcze większych letnich roztopach jesienne i zimowe anomalie temperatur będą jeszcze wyższe. W 2012 roku o tej porze odchylenia temperatur były naprawdę wysokie. Kilka miesięcy później mogliśmy zobaczyć Korwina Mikke cieszącego się z pogody 30 marca i oznajmiającego, że wygraliśmy walkę z globalnym ociepleniem. 

 Janusz Korwin-Mikke uważa, że globalne ocieplenie nie istnieje, np. bo w Polsce zima trzymała do świąt Wielkanocy.

Niestety diabeł tkwi w szczegółach. Powierzchnia Polski to tylko 0,3 mln km², zaś cała planeta ma 510 mln km². Patrzenie na klimat z punktu widzenia naszego podwórka jest błędne. Marzec 2013 nie był rekordowo ciepły, ale nie był też zimny. Poza marcem 1990, dopiero po 2001 roku marce były cieplejsze do tego z 2013 roku. A jak pokazuje mapa NOAA "epoka lodowcowa" była w Europie i w Rosji. W dniu, kiedy Mikke rzucał śnieżkami, w Kanadzie zaczynała się już wiosna, topił się śnieg, a w Kalifornii rozpoczynała się epicka susza, średnia temperatura dobowa (w zależności od miejsca) wtedy wynosiła 16-22^oC. Temperatura z -30^oC wzrosła do -10 a nawet wyżej na półwyspie Tajmyr. Podobnie zresztą było w rejonie bieguna północnego, gdzie miejscami temperatura wynosiła jedynie -10^oC. Normą jest -20 czy -30^oC w zależności od obszaru. W sytuacji kiedy pokrywa lodowa skurczy się do 1 mln km², zima może zawitać na początku kwietnia nawet do Grecji czy Cypru, podczas gdy w Arktyce będzie odwilż, a lód zacznie się szybko roztapiać. Wracając do Polski, po zimie w marcu i na początku kwietnia 2013 roku  kilkanaście dni później Polskę nawiedziły letnie temperatury rzędu 25-30^oC. Ciekawe, co na to wtedy Korwin?

Zmiany grubości lodu w Arktyce w pierwszej połowie października. Naval Research Laboratory HYCOM

Pokrywa lodowa zamarza, ale zmiany grubości lodu wyglądają już inaczej. Przez pierwsze 10 dni października gruby lód wciąż się roztapiał. Teraz zdaje się przyrastać, ale poza tym nie widać jakiś szczególnych zmian oznaczających przyrost grubości lodu, poza pojawianiem się sezonowego lodu. Grubego lodu jest mało, co oznacza, że czapa polarna może łatwo stopić się w przyszłym roku. Spadek zasięgu lodu poniżej 4 mln km² oznacza jeszcze większe anomalie w pogodzie i katastrofy. Całkowite stopienie lodu w Arktyce, to przepis na totalną katastrofę klimatyczną. Skutki mogą być dla ludzkiej cywilizacji druzgocące. Wystarczy przypomnieć sobie kilka już zaistniałych faktów sprzed ostatnich kilku lat i znaleźć powiązania pomiędzy klimatem, cenami żywności i polityką.

Zobacz także:

• Arctic News - rozpoczęcie zamarzania, środa, 30 września 2015 Ostatni miesiąc sezonu topnienia, to spadek zasięgu lodu odbywający się bez przeszkód. Podobnie jest w przypadku sezonu zamarzania. Tylko na samym początku wody Oceanu Arktycznego praktycznie w ogóle nie zamarzały, ewidentny, widoczny na wykresach przyrost zaczął się 18 września.

Galopujące lodowce - Dlaczego powinniśmy się interesować temperaturą na Grenlandii

Prof. Jason E. Box -  glacjolog w duńskim instytucie badawczym Danmarks og Grønlands Geologiske Undersøgelse. Wcześniej pracował przez 10 lat w Byrd Polar Research Center na Uniwersytecie Stanowym Ohio. Zajmuje się przede wszystkim badaniami pokrywy lodowej na Grenlandii.

Dopiero po ośmiu latach badań na Grenlandii, gdzie zainstalowałem i obsługiwałem sieć stacji pogodowych na powierzchni lodowca oraz obserwowałem, ile śniegu znika z powierzchni wyspy, nagle zdałem sobie sprawę, że podręczniki do glacjologii wymagają istotnych zmian. Był rok 2002. Wcześniej dość powszechnie uważano, że pokrywa lodowa jest zamarznięta u podłoża, w związku z czym czas reakcji na ocieplanie się klimatu należy mierzyć w dziesiątkach tysięcy lat. A to kawał czasu.

Rzeki z topniejącego lodu i śniegu na Grenlandii spływają na dno lodowca, przyspieszając jego topnienie.

W tamtym okresie zmiany klimatu dopiero zaczynały być przedmiotem badań glacjologów na Grenlandii. Okazało się, że latem wody roztopowe w szybkim tempie przedostają się do podstawy lodowca i działają tam jak smar, który ułatwia jego przemieszczanie się. Nagle uświadomiliśmy sobie, że coraz dłuższy sezon topnienia lodu będzie oznaczał nie tylko to, iż coraz więcej lodu będzie w szybszym tempie spływało do oceanu, lecz również, że będzie to trwało dłużej na przestrzeni roku. Nie był to zresztą jedyny raz, gdy zaskoczyło nas, jak bardzo los lodowców jest związany ze zmianami klimatu oraz z nagłym podnoszeniem się poziomu morza.

Kolejne zaskoczenie przyszło w 2006 r. Okazało się, że z jakiegoś powodu w ciągu poprzednich pięciu lat wszystkie lodowce na południu Grenlandii, które mają ujście do morza, przesuwały się naprzód z dwukrotnie większą prędkością. Wtedy jeszcze nie wiedzieliśmy dlaczego.

Zmiany temperatury w Arktyce (obszarze powyżej 60°N) w okresie ostatnich 2 tysięcy lat, zrekonstruowane w pracy Kaufmann (2009), z uwzględnieniem poprawek i pomiarów NASA. Obserwowany spadek temperatury zakończył się w ostatnim stuleciu.

W międzyczasie naukowcy usiłowali określić prawdopodobną górną granicę wpływu topnienia lodu, który pokrywa Grenlandię, na podnoszenie się poziomu morza. Uważano wówczas jeszcze, że gwałtowny wzrost prędkości, z jaką lodowce przesuwają się w stronę oceanu, będzie w najbliższej przyszłości główną przyczyną zmniejszania się ilości lodu. A tu niespodzianka – od 2007 r., przez sześć kolejnych lat, lód znikał przede wszystkim przez to, że topniała jego wierzchnia warstwa. Niemal każdego lata padał wówczas rekord ilości wody, która spłynęła z topniejących lodowców, co miało wpływ na występowanie niespodziewanych zjawisk pogodowych, które w 2012 r. zostały już określone jako typowe skutki ocieplania się klimatu.

Zasięg topnienia lądolodu na Grenlandii 8 i 12 lipca 2012 roku. NASA

Te dwa efekty – przesuwanie się lodu w dół fiordów oraz jego topnienie na powierzchni – są w istocie ze sobą głęboko powiązane. Woda, która powstaje ze stopniałego lodu, spływa bowiem w głąb pokrywy lodowej, a przedostawszy się do jej podstawy zmiękcza lód i przyspiesza ruch lodowca. A gdy z czoła lodowca woda wypływa do morza, wówczas powoduje wymianę ciepła, która przyspiesza cielenie się lodowca (jego rozpad) i zmniejsza tarcie, zwiększając zarazem prędkość jego spływania. Można to ująć w ten sposób: jeśli chcesz wiedzieć, co dzieje się w Waszyngtonie, patrz którędy płyną pieniądze; natomiast na Grenlandii patrz, co się dzieje z wodą z roztopionego lodowca.

Schemat działania wody na lądolód Grenlandii. Ilutracja: Joanna Grochocka

Glacjolodzy stali się oceanografami, gdy w 2008 r. odkryli, że przyczyną pojawiania się tzw. „galopujących lodowców” są ciepłe wody podzwrotnikowe, które na wielkich głębokościach docierają do podstawy lodowców i tam je ogrzewają.

Ogrzewanie się oceanu znajduje się dziś w centrum debaty o zmianach klimatu. Na skutek wzmocnionego efektu cieplarnianego znacznie więcej ciepła trafia do oceanu, niż do atmosfery czy też ogrzewa ląd. W końcu oceany stanowią 70 procent powierzchni Ziemi. Tak więc pomimo tego, że w latach 1998-2012 zanotowaliśmy pewne oznaki spowolnienia podwyższania się temperatury powietrza, to oceany nagrzewały się bezustannie w tak ogromnym tempie, jakby co sekundę wybuchały w nich cztery bomby atomowe. I to tempo ogrzewania oceanu rośnie, ponieważ bez przerwy ładujemy w atmosferę dwutlenek węgla.

Problem, który leży u podstaw globalnego ocieplenia, można by podsumować tak: „za dużo dobrego naraz”. Naturalny efekt cieplarniany – zjawisko dobre i pożądane – pozwala utrzymać w nocy umiarkowane temperatury. Został on jednak nadmiernie wzmocniony, ponieważ od ponad stu lat gigantyczny wzrost ekonomiczny następuje kosztem środowiska naturalnego. Na skutek tego w atmosferze jest dziś 42 procent więcej dwutlenku węgla, 240 procent więcej metanu, 20 procent więcej podtlenku azotu, 42 procent więcej ozonu w troposferze, i tak dalej... Moi drodzy, mamy w chwili obecnej w atmosferze o wiele za dużo związków węgla. A tak na marginesie, zanieczyszczenie dwutlenkiem węgla wzmaga zakwaszenie wód oceanicznych, zagrażając podstawie morskiego łańcucha pokarmowego. Czy znajdzie się ktoś, kto będzie zaprzeczał, że skład chemiczny oceanu się zmienia? A może za bardzo odszedłem od tematu?

Globalny wzrost poziomu mórz od 1992 do 2015 roku. Aviso

Najważniejszą kwestią do ustalenia jest to, jak bardzo w przyszłości podniesie się poziom morza z powodu topnienia pokrywy lodowej. Problem w tym, że nie mamy pojęcia, czego się spodziewać.

Natura zaskakuje nas na każdym kroku – jest bardziej złożona, niż myśleliśmy i bardziej wrażliwa na zmiany. W miarę rozwoju nauki dostrzegamy coraz więcej wzajemnych powiązań, a nakładające się na siebie skutki poszczególnych procesów przynoszą zaskakująco szybkie reakcje.

Czy jest szansa na to, że włączy się jakiś proces, który sprawi, że ocieplanie się klimatu spowodowane działalnością człowieka, a w konsekwencji topnienie lodu, zostanie zatrzymane? Olbrzymi ładunek ciepła w oceanach, który jest rezultatem dziesięcioleci wzmacniania efektu cieplarnianego, w zasadzie pozbawia nas nadziei, że pojawią się jakieś ujemne sprzężenia zwrotne lub że mniejsza aktywność Słońca powstrzyma ocieplanie się klimatu. Choć udało się odkryć kilka ujemnych sprzężeń zwrotnych związanych z lodem – cieplejszy klimat sprawia, że lód na Grenlandii pokrywa więcej śniegu, szron mocniej odbija światło, przepływ wody pod powierzchnią lodowca jest lepszy – to jest jasne, że ich wpływ jest niewystarczający. Również w skali globalnej, pomimo efektów takich jak na przykład większa ilość chmur, wciąż nic nie zatrzymuje wzrostu temperatury. Istota sprzężeń zwrotnych, czy to dodatnich czy ujemnych, polega na tym, że zachodzą one po tym, gdy pojawiła przyczyna, która je wywołuje. W związku z tym nie są w stanie odwrócić zakłóceń, które je wywołały.

Kolejne stadia destabilizacji lodowca Pine Island.
1. Początek lat 1970. Lodowiec jest zakotwiczony na podmorskim grzbiecie
2. Ciepłe okołobiegunowe wody głębinowe topią podstawę lodowca
3. Sytuacja obecna – lodowiec staje się coraz cieńszy i cofa się.
Źródło

Wygląda na to, że najistotniejszą przyczyną gwałtownego podnoszenia się poziomu morza jest niemożliwa już do zatrzymania utrata lodu w kluczowych miejscach na zachodzie Antarktydy, a w innych rejonach jest to większa niż się spodziewaliśmy niestabilność lodu pod powierzchnią wody. Jak na wschodzie Antarktydy, gdzie lodowce topnieją w bardzo szybkim tempie lub na Grenlandii, gdzie uaktualnione mapy skał pokazują, że lodowce mają styczność z wodą morską średnio czterdzieści kilometrów dalej w głąb lądu niż dotychczas sądziliśmy. Z kolei nowe podwodne mapy fiordów pokazują, że są one głębsze niż przypuszczano, co zwiększa prawdopodobieństwo, że nagrzane wody oceaniczne z dużych głębokości mają większy dostęp do lodowców niż się nam wcześniej wydawało. Znów niespodzianka.

Jeśli zaś brać pod uwagę ostatnie dziesięć lat badań naukowych, można śmiało stwierdzić, że takich niespodzianek czeka nas więcej.

Tym bardziej, że modele klimatu, które używa się do przewidywania przyszłych temperatur, nie biorą pod uwagę kluczowych procesów, które najprawdopodobniej będą wzmagać ocieplenie klimatu lub skutki ocieplenia, zamiast je osłabiać.

Mimo wieloletnich badań prowadzonych przez świetnych naukowców zajmujących się modelowaniem klimatu, modele używane do przedstawiania sytuacji politykom nie biorą pod uwagę głównych procesów fizycznych, które sprawiają, że lód topi się tak szybko. Nie uwzględniają one tego, że lód staje się bardziej miękki pod wpływem wody spływającej z roztopionego lodowca.

Modele klimatu nie biorą również pod uwagę wzmocnionej konwekcji w morzu przy czole lodowca, która wymusza wymianę ciepła pomiędzy ocieplającą się wodą a lodem, aż do głębokości, na której spoczywa on na dnie.  Nie uwzględniają także glonów porastających lodowiec, które przyciemniają powierzchnię lodu, przez co bardziej się on nagrzewa. Ani tzw. „czarnego lodu” na powierzchni lodowca, który jest pełen pyłu nagromadzonego w ostatnim stadium epoki lodowej, zbierającego się od góry w miarę topienia lodu. Ani coraz częstszych pożarów, na skutek których na powierzchni śniegu osiada sadza, która pochłania światło i powoduje, że śnieg zaczyna topnieć wcześniej, a topnienie lodu latem jest bardziej intensywne.

Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 w Arktyce latem 2012 roku. NOAA/NCAR

Nieuwzględnienie tych oraz prawdopodobnie innych, nieznanych jeszcze czynników sprawia, że w ramach istniejących modelów klimatycznych prognozy dotyczące topnienia śniegu na lądzie są zaniżone czterokrotnie, zaś te dotyczące topnienia lodu morskiego – dwukrotnie. Modele nie rozwiązują również problemu spowolnionego prądu strumieniowego, który w latach 2007-2012 oraz w 2015 r. wywołał na Grenlandii wyjątkowo słoneczne lato. Lód stopniał wówczas tak mocno, jak według naszych modeli miał topnieć dopiero około 2100 r.

Podczas gdy w pojedynczych modelach udaje się uzyskać wyniki zbliżone do rzeczywistych obserwacji tego lub innego kawałeczka systemu klimatycznego, to światowe raporty, których celem jest pomagać w podejmowaniu decyzji dotyczących polityki klimatycznej oraz w prowadzeniu dyskusji na temat zmian klimatu na poziomie poszczególnych państw, stanowią niezwykle konserwatywne uśrednienie dziesiątek modeli, które nie uwzględnia najnowszych odkryć.

Tak więc – niestety – jeśli chodzi o topnienie lodowca i tempo, w jakim w przyszłości będzie wzrastał poziom morza, gdybym miał przyjmować zakłady, postawiłbym na to, że będzie działo się to szybciej, niż wskazują na to obecne prognozy.

Źródło: Earth's Ice Is Melting Much Faster Than Forecast. Here's Why That's Worrying. Tłumaczenie: Krytyka polityczna, Martyna Tomczak

NSIDC - sezon topnienia 2015

Topnienie czapy polarnej w 2015 roku zredukowało ją do 4,41 mln km², tym samym zasięg lodu był czwartym najmniejszym w historii pomiarów. Teraz pokrywa lodowa w Arktyce przyrasta, nawet w dość szybkim tempie (5,8 mln km² 9 października), ale mimo to zasięg lodu jest znacznie mniejszy niż wynosi średnia 1981-2010. Znaczne obszary wód wychładzają się i oddają ciepło do atmosfery. Tam, gdzie powierzchnia wód pokryje się lodem (najczęściej z powodu silnego wiatru wiejącego od Grenlandii, czy wysp Archipelagu Arktycznego, ale i też z powodu obecności wyżu barycznego), ciepło zostaje uwięzione pod lodem. W następstwie topią się obszary grubego lodu. Istnieje też duże ryzyko trafienia ciepłych wód na dno Oceanu Arktycznego. I jedna i druga opcja ma niekorzystne konsekwencje, gdyż Arktyka jest znacznie cieplejsza niż kilkanaście, czy kilkadziesiąt lat temu. 

Średni zasięg arktycznej pokrywy lodowej we wrześniu 2015 roku. Fioletowa linia pokazuje średni zasięg lodu dla okresu 1981-2010 dla września. Sea Ice Index - NSIDC

Zasięg lodu w tym roku 11 września był o 1,81 mln km² mniejszy niż wynosi średnia 1981-2010. Średni zasięg lodu dla września 2015 to 4,63 mln km², czyli 1,87 mln km². 1,01 mln km² więcej niż w rekordowym 2012 roku. 

 Zmiany zasięgu arktycznego lodu morskiego w 2015 roku na tle ostatnich lat.

Sezon topnienia rozpoczął się wcześniej niż zwykle, bo 25 lutego.  W marcu 2015 roku odnotowano rekordowo niski zasięg arktycznego lodu morskiego. W Arktyce temperatury były wysokie, co przełożyło się na nietypowe rozmieszczenia prądu strumieniowego, doprowadzając do ekstremalnych warunków zimowych w płn-wsch. części USA i wysokich temperatur i suszy w zach. części USA. Także wiosną pokrywa lodowa w Arktyce cechowała się niewielkimi rozmiarami. Średni zasięg arktycznego lodu  dla kwietnia 2015 wyniósł 14 mln km². Tym samym był drugim najmniejszym w historii pomiarów. Także późną wiosną zasięg lodu w Arktyce był niewielki, a bywały dni, kiedy lód był rekordowo niskich rozmiarów. Z powodu warunków pogodowych tempo topnienia lodu nie przyspieszyło w czerwcu, ale i tak rozmiary czapy polarnej w dalszym ciągu pozostawały niewielkie. Sytuacja zmieniła się w lipcu, gdy tempo topnienia lodu znacznie przyspieszyło i wręcz utrzymywało się niemal na lipcowym poziomie w sierpniu. To ostatecznie spowodowało, że pokrywa lodowa stopiła się znacznie poniżej 5 mln km². 

Trend spadkowy zasięgu arktycznego lodu morskiego dla września. Dekadowe tempo utraty lodu dla tego miesiąca wyniosło w tym roku 13,4%
 

Jak pokazuje wykres, trend prowadzący do całkowitego stopienia czapy polarnej jest kontynuowany. Prognozy rozpadu czapy polarnej są różne, tak naprawdę nie wiadomo, czy na pewno dojdzie do tego w tej, czy może jednak w następnej dekadzie. Najbardziej łagodne scenariusze mówią dopiero o latach 30. czy 40. tego wieku. Są jednak także te skrajne prognozy, wysuwane na przykład przez czołowego badacza Arktyki Petera Wadhamsa. Według niego lód w Arktyce zniknie do 2018 roku. Jeśli tak, to w 2016 roku z pewnością dojdzie do rekordowego topnienia i dalszego spadku w 2017 i 2018 roku. Aby tak się stało, to spadek rok do roku musiałby wynieść przynajmniej 1 mln km², co jest teoretycznie możliwe. 

Odchylenia temperatury od średniej 1981-2010 we wrześniu na półkuli północnej. NOAA/NCAR

Wrzesień 2015 ogólnie był ciepły w Arktyce, za wyjątkiem obszarów nad Morzem Beauforta i Czukockim, tam też powierzchnia lodu rośnie w szybkim tempie. Wszędzie indziej jest średnio 1-2^oC cieplej niż wynosi średnia okresu bazowego. Ciepłe, nadzwyczaj ciepłe były we wrześniu wody Oceanu Arktycznego, co pokazuje mapa obok. Tu przyczyną jest fakt, że znacznie większa powierzchnia wód jest wolna od lodu. 

Średnie temperatury powietrza nad Oceanem Arktycznym dla maja, czerwca, lipca i sierpnia. Wykres przedstawia ranking wartości temperatur dla poszczególnych lat. 

Maj nie był szczególnie ciepły nad Oceanem Arktycznym. Nawet w osławionym 2012 roku nie padł rekord temperatur. Ten należy bowiem do....1990 roku. Tę informację z pewnością wykorzystają denialiści, zupełnie pomijając analizę pozostałych miesięcy i lat.  Także czerwiec nie był szczególnie ciepły. Bardzo zimny był 2013 i 2014 rok, jeśli chodzi o czerwiec. W czołówce znajduje się chociażby...1985 rok, a także 1993 i 2005. Ale inaczej jest już w lipcu, który był praktycznie tak samo ciepły jak 2007 roku. Sierpień ponownie był chłodnym miesiącem, a o topnieniu decydowały nagrzane w poprzednim miesiącu wody, oraz wiatr. Niezwykle ciepłym sierpniem w Arktyce był sierpień 2007.

Powierzchnia wieloletniego lodu względem sezonowego (kolor niebieski) w kwietniu 2015 roku. ASCAT, NASA.

Powolne topnienie lodu w latach 2013-14 sprawiło, że powierzchnia grubego, wieloletniego lodu uległa zwiększeniu. Przedstawiają to dwie mapy. Mapy ilustrują udział wieloletniego lodu w połowie kwietnia 2015. Wiosną tego roku było go dość sporo. 

Grubość lodu w Arktyce we wrześniu 2015 roku. M. Tschudi, University of Colorado Boulder

Jednak część grubego lodu została latem utracona. Zniknął wieloletni, gruby i odporny na letnie topnienie lód na Morzu Beauforta. A według danych HYCOM (w sumie pokrywających się mniej więcej z powyższymi danymi) we wrześniu, jak i teraz wzdłuż arktycznych wysp Kanady rozciąga się jedynie wąski pas grubego lodu. Topnieje wciąż obszar grubego lodu ciągnący się w kierunku Morza Wschodniosyberyjskiego.

Podsumowując, ten rok jest inny niż dwa poprzednie. Data całkowitego stopienia lodu w Arktyce nie jest znana, ale ten rok może okazać się przygotowaniem do rekordowych roztopów latach 2016-2018. Szczególnie, że ostatnie miesiące są rekordowo ciepłe.  
 
Na podstawie: National Snow and Ice Data Center 

Zobacz także:

• Wrzesień 2014 - podsumowanie 2014, środa, 8 października 2014 Raport Narodowego Centrum Danych Lodu i Śniegu (NSIDC) stwierdza, że, tegoroczne wrześniowe minimum padło 17 września - zasięg lodu wyniósł 5,02 mln km². Aczkolwiek ze zbieranych codziennie pomiarów satelitarnych wynika, że minimum miało miejsce dzień wcześniej i była to wartość 4,98 mln km². Bez względu na to, co mówi ostateczny raport, a co mówią zbierane "dane dzienne", w tym roku pokrywa lodowa była szóstą najmniejszą w historii pomiarów, a jej zasięg był o 0,1 mln km² mniejszy niż ubiegłoroczny.

PIOMAS (30 września 2015) - trend prowadzący do zera

Sytuacja od końca sierpnia nie uległa większym zmianom. Ilość lodu w Arktyce jest mniejsza niż w 2014 roku, i nieznacznie większa niż w 2013 roku. Wrześniowe minimum ilości lodu w Arktyce padło tak samo wcześnie jak w przypadku zasięgu pokrywy lodowej, to 12 września.

Objętość lodu w Arktyce w 2015 roku na tle ostatnich lat. PIOMAS

Wrześniowe minimum według danych PIOMAS w tym roku wyniosło 5670 km³. Czy to dużo? Niestety to bardzo mała wartość. Jeszcze na samym początku tego wieku było to średnio licząc 10000 km³, dwukrotnie więcej niż w obecnej dekadzie wieku. W latach 80. XX w minimalna ilość lodu wynosiła około 15000 km³. W latach 1980-2000 Arktyka nie zareagowała jeszcze w pełni ocieplający się klimat. Zresztą w tamtych czasach, także i temperatury na Ziemi nie były jeszcze tak wysokie jak teraz. Dziś są i wciąż rosną. Jesteśmy na progu gwałtownego globalnego ocieplenia, gdyż ujemna faza pacyficzna się kończy (PDO), a zaczyna ciepła. Oceany nie będą teraz chłonąć tak ciepła, jak miało to miejsce w czasie tzw. pauzy globalnego ocieplenia. Ciekawe tylko, co powiedzą denialiści za 5 lat, kiedy zmiany będą już naprawdę ewidentnie dostrzegalne, a lodu w Arktyce najprawdopodobniej już nie będzie. Dalszych danych liczbowych podawać nie będziemy. Wykres mówi sam za siebie, szczególnie ten poniżej, gdzie trend nieuchronnie prowadzi do zera.

Trend spadkowy ilości arktycznego lodu morskiego.

Pojawia się tylko pytanie: Kiedy? Bynajmniej nie należy pytać: Czy? Przy obecnym poziomie zmian klimatu, ilości CO₂ w atmosferze, i tym samym wymuszonej temperaturze, los Arktyki jest już przypieczętowany. 

Zmiany grubości arktycznego lodu morskiego między 27 września a 6 października 2015. HYCOM

Całościowo lód w Arktyce powoli przyrasta, ale tylko dlatego, że rośnie ilość, tym samym powierzchnia/zasięg nowego, sezonowego lodu. Animacja HYCOM pokazuje, że gruby lód wciąż się topi, gdyż pod spodem znajduje się ciepła woda. Oczywiście za jakiś czas także i ten lód zacznie przyrastać, ale sytuacja ta pokazuje, że zmiany w Arktyce są coraz bardziej dostrzegalne, i niosą daleko idące konsekwencje. Mapa HYCOM jest małych rozmiarów, ale można użyć opcji "ctrl" i "+", by zobaczyć szczegóły. 

Konsekwencje tych zmian także i my odczuwamy. Wielomiesięczna susza w Polsce, to tylko jeden z przykładów całej litanii nieszczęść pogodowych, o których możemy dowiedzieć się telewizji, czy z internetu. 

Zobacz także:

• PIOMAS (31 sierpnia 2015) - trend wiodący do zera, poniedziałek, 7 września 2015 Szybkie topnienie czapy polarnej, trwające nie tylko w lipcu, ale też w sierpniu, odbiło się na danych PIOMAS. Ilość lodu wciąż jest większa niż w okresie 2010-2012, ale różnice te nie są już tak duże jak wcześniej. Po 2012 - roku rekordowego topnienia - nastąpił ogromny wzrost ilości lodu w Arktyce, wg stanu na 31 sierpnia do 2014 rok wyniósł on ponad 3000 km³. Jednak po 2014 roku nastąpił ponowny znaczący spadek.