NOAA Arctic Report Card 2015 cz. 4

Pokrywa śnieżna 

Najważniejsze dane:

• Powierzchnia, jaką zajmowała pokrywa śnieżna w Arktyce w maju i czerwcu 2015 r. jest mniejsza od średniej wieloletniej z lat 1981-2010. W ostatnich latach późną wiosną śnieg topnieje w Arktyce (na północ od 60^oN) znacznie szybciej niż kiedyś.

• Piąty raz na przestrzeni lat 2009-2015 obszar jaki zajmuje śnieg w czerwcu jest mniejsza niż 3 mln km².

• Redukcja pokrywy śnieżnej w czerwcu na podstawie danych satelitarnych wynosi 17,2% na dekadę. Śnieg od 2011 roku topnieje szybciej niż czapa polarna w Arktyce.

Arktyczne obszary lądowe przez cały rok pokrywa śnieg. Okres letni trwa bardzo krótko. Jednak z powodu ocieplającego się klimatu, lato w Arktyce staje się coraz wyraźniej widoczną porą roku, która nie jest już krótkim okresem przejściowym miedzy wiosną a jesienią. Moment, kiedy topnieje śnieg w Arktyce jest ważny. Im wcześniej topnieje, tym szybciej odsłaniana jest ciemna, absorbująca promieniowanie słoneczne powierzchnia ziemi. Ciepłe masy powietrza mogą więc szybciej dotrzeć nad Ocean Arktyczny i spowodować przedwczesne topnienie lodu. Tworzy się dodatnie sprzężenie zwrotne. 

Poniższe dane ilustrują zmiany powierzchni śniegu oddzielnie: dla Ameryki Północnej i Eurazji, dla kwietnia, maja i czerwca. 

Odchylenia powierzchni pokrywy śnieżnej dla kwietnia, maja i czerwca w latach 1967-2015. Wykres przedstawia dane dla Ameryki Północnej – czarny kolor oraz Eurazji – kolor czerwony. Krzywe pokazują 5-letnią średnią, zaś kółka miesięczne średnie.

Jak pokazują wykresy, obserwuje się wieloletni trend spadkowy powierzchni pokrywy śnieżnej, który najbardziej widoczny jest w maju i czerwcu. Rosnące temperatury powodują, że śnieg topnieje szybciej, więc dopiero wczesnym latem można zauważyć wyraźne zmiany w stosunku do poprzednich lat i dekad. Powierzchnia jaką zajmuje śnieg na półkuli północnej w czerwcu 2015 roku była drugą najmniejszą w historii pomiarów – 5,43 mln km² (dane Rutgers Univesity – Global Snow Lab). Poprzedni rekord należał do 2012 roku – 4,92 mln km². 

Czas występowania pokrywy śnieżnej w dniach, w odniesieniu do okresu 1998-2010 (kliknij, aby powiększyć). Pe lewej – jesień 2014, po prawej – wiosna 2015. 

Odchylenie głębokości pokrywy śnieżnej w procentach względem średniej 1999-2010, dla a) marca, b) kwietnia, c) maja, d) czerwca 2014. 

Silne, dodatnie anomalie temperatur wiosną powodują szybkie topnienie śniegu. O ile zimą czy jesienią zmiany w pokrywie śnieżnej nie wykazują trendów typowych dla globalnego ocieplenia, to wiosną (kwiecień-czerwiec) jest to już widoczne. Należy pamiętać, że z powodu anomalii prądu strumieniowego w wielu miejscach śnieg występuje dłuższej niż zwykle, czy też obszar, jaki obejmuje jest większy. Także ilość i grubość pokrywy śnieżnej pasują do wzorca zmiany klimatu - ocieplania się atmosfery i wzrostu ilości wilgoci. Należy zwrócić uwagę na to, że śniegu najwięcej jest przy temperaturach lekkiego mrozu, a nie wartościach rzędu -30 czy -40 stopni Celsjusza. Śnieg może spaść np. na Cyprze, jeśli prąd strumieniowy skieruje zimno z Arktyki daleko na południe. W tym czasie dochodzi do potężnych, dodatnich anomalii w zupełnie innym miejscu na Ziemi - wzrostu temperatur, a nawet odwilży za kołem polarnym.

Zmiany zasięgu pokrywy śnieżnej w czerwcu (czerwona linia) w zestawieniu z zasięgiem arktycznego lodu morskiego we wrześniu (niebieska linia). 

Redukcja pokrywy śnieżnej na dekadę w kwietniu, kiedy śnieg zaczyna się topić jest najwolniejsza i wynosi 1-2%. W maju tempo to jest szybsze, a w czerwcu też jest zdecydowanie zauważalne. Pokrywa śnieżna zmniejsza się o 17% na 10 lat, a proces ten wraz ze wzrostem temperatur będzie przyspieszać. Ostatecznie nawet w maju za 10 do 20 lat śniegu ani na Syberii, a kanadyjskiej Arktyce nie będzie. Poza niewielkimi obszarami wysp Arktycznych leżących daleko za kołem polarnym.

Roślinność w Arktyce

Najważniejsze dane:

• Po okresie wzrostu w ostatnich trzech dekadach, wskaźnik zieloności tundry w Arktyce, obliczany na podstawie danych satelitarnych, w ostatnich 2-4 latach konsekwentnie spadał.  

• Maksymalne wartości wskaźnika MaxNDVI (Normalized Difference Vegetation Index) w euroazjatyckiej części Arktyki i w całej Arktyce w 2014 roku spadły poniżej 33-letniej średniej (1982-2014). Uśredniona wartość wskaźnika zieloności (TI-NDVI) w 2014 roku była dla Eurazji najniższą w historii pomiarów a dla całej Arktyki drugą najniższą.  

• Długoterminowe trendy MaxNDVI i TI-NDVI (1992-2014) pokazują "brązowienie" tundry na dużych obszarach.  

• W przeciwieństwie do obserwacji satelitarnych, monitoring w terenie i badania eksperymentalne wciąż donoszą o wzroście zarośli w odpowiedzi na wzrost temperatur powietrza.

Do niedawna biomasa nadziemnej roślinności tundry w Arktyce przyrastała, czyli tundra „zazieleniała się”, co trwało co najmniej od trzech dziesięcioleci. Te zmiany roślinności na obszarze Arktyki nie były jednorodne, a wydają się teraz zmieniać kierunek. „Zieloność” nadziemnej roślinności tundry w ostatnich 2-4 latach spadała. Te zachodzące w roślinności tundry zmiany mają implikacje dla rozlicznych aspektów ekosystemów arktycznych, wliczając w to pochłanianie atmosferycznego CO₂ w procesie fotosyntezy, powierzchniowej wymiany wody i energii, interakcji między roślinami i roślinożercami, stanu aktywnej warstwy powierzchni i wiecznej zmarzliny oraz sprzężeń zwrotnych wpływających na klimat regionalny i globalny.

a, po lewej) MaxNDVI i (b, po prawej) TI-NDVI dla Ameryki Północnej, Eurazji i Arktyki jako całości podczas 33-letniego kresu monitoringu satelitarnego (1982-2014). Poziome linie to średnie wartości dla każdego z zestawów danych: MaxNDVI: Arktyka 0,56; Eurazja 0,70; Ameryka Północna 0,46; TI-NDVI: Arktyka 3,7; Eurazja 4,6; Ameryka Północna 2,9.

 

Okołoarktyczne trendy (% zmian, 1982-2014) w skali (a, po lewej) MaxNDVI dla 1982-2014 oraz (b, po prawej) TI-NDVI.

O ile wyniki pomiarów satelitarnych i niektórych obserwacji terenowych pokazują spadek zieloności roślinności tundry w ostatnim okresie oraz trendy jej brązowienia na dużych obszarach, to sporo prowadzonych w terenie badań wciąż pokazuje zwiększony wzrost krzewów w tundrze (z pewnymi wyjątkami. Na przykład choć wciąż raportowany jest zwiększony przyrost zarośli w Arktyce, to według nowej syntezy dynamiki zarośli tundry  zmienne klimatyczne wyjaśniają niecałe 50% zmian w ich wzroście. Ta synteza wzrostu zarośli z 37 stanowisk w tundrze w dziewięciu krajach, wykorzystująca 42 000 rocznych zapisów wzrostu 25 gatunków w okresie 60 lat, pokazała zróżnicowaną czułość wzrostu zarośli biomów tundry na zmianę klimatu, przy czym europejskie stanowiska wykazywały się wyższą czułością na zmiany letniej temperatury niż północnoamerykańskie. Czułość na temperatury powietrza była wyższa na stanowiskach z wyższą wilgotnością gleby i dla wyższych roślin (np. olsze czy wierzby) rosnących na północnych obrzeżach swojego zakresu występowania. Całościowo ujmując, czułość wzrostu zarośli na klimat była najwyższa w centrum południkowego występowania tundry, gdzie znaczące ilości węgla z martwej materii organicznej są zmagazynowane w wiecznej zmarzlinie. Tak więc można stwierdzić, że wzrost zarośli jest najbardziej czuły na klimat w tych częściach biomu tundry, w których mogą wystąpić najpoważniejsze skutki zmiany klimatu.


Na podstawie: Arctic Report Card 2015: Terrestrial Snow Cover, Tundra Greenness