NOAA Arctic Report Card 2021 cz.2

Temperatury powietrza

Najważniejsze dane:

• Październik 2020 - wrzesień 2021 był w Arktyce (60-90°N) był siódmym najcieplejszym okresem w historii pomiarów prowadzonych od 1900 roku Średnia temperatura była o 1,1°C wyższa w stosunku do okresu 1981-2010.
• Jesienią 2020 roku (październik-grudzień) na Syberii i nad rosyjską częścią Oceanu Arktycznego zanotowano bardzo wysokie temperatury. Z kolei rekordowo ciepło było w Norwegii.
• Drugi rok z rzędu jesienią 2020 i wiosną 2021 roku nad północną Eurazją, a zwłaszcza nad Morzem Łaptiewów zaobserwowano znacznie wyższe niż zwykle temperatury powietrza.
• Ekstremalne temperatury miały bezprecedensowy wpływ na środowisko Arktyki, w tym pierwsze opady deszczu zaobserwowane w Summit w centralnej części Grenlandii.

Arktyczne temperatury są wskaźnikiem zmian klimatu na Ziemi. Warto tu zwrócić uwagę (na co nie zwracają uwagi negacjoniści klimatyczni), że temperatury w Arktyce w skali miesiąca, czy nawet kilku miesięcy podlegają wahaniom. Do tego dochodzą zmiany w regionalne, gdzie dany obszar doświadcza silnych wzrostów temperatur, podczas gdy całościowo Arktyka nie jest ekstremalnie ciepła, w innym regionie temperatury są bardzo niskie. Obecne temperatury są wyższe od tych jakie miały miejsce w latach 30. i 40. XX wieku. Prawdopodobnie są też najwyższe od co najmniej kilku tysięcy lat. W skali wieloletniego trendu widzimy wzrost, nie każdy kolejny rok musi być cieplejszy od poprzedniego, bywają też lata dość chłodne, co wiąże się z działanie takiej czy innej cyrkulacji powietrza. Wzrost temperatur w Arktyce wpływa na wszystkie składowe tamtejszego regionu.

Średnia, roczna temperatura w Arktyce
Te wywołane przez globalne ocieplenie zmiany w temperaturach Arktyki stały się szczególnie widoczne w ciągu ostatnich kilkunastu lat.  Szczególnie widoczne jest to w półroczu zimowym, kiedy wielkie obszary wody zamarzają, i oddają w ten sposób zgromadzone latem ciepło do atmosfery. Nie każdy jednak rok jest taki sam.

Średnia temperatura przypowierzchniowa w Arktyce (na północ 60°N) w zestawieniu z wartościami globalnymi w okresie 1900-2021 w stosunku do średniej 1981-2010. Dane CRUTEM4

Uśrednione w okresie od października 2020 do września 2021 roku odchylenie temperatury w Arktyce (na północ od 60°N) wyniosło 1,1°C powyżej średniej 1981-2010. Wartość ta oznacza ósmy rok z rzędu od 2014, kiedy anomalie temperaturowe osiągnęły co najmniej 1°C. Biorąc pod uwagę okres od 1900 do 2021, rok 2021 był siódmym najcieplejszym w historii. Rekordowo ciepła była jesień (październik-grudzień 2021), z kolei wiosna (kwiecień-czerwiec) czwartą najcieplejszą.  Jesień 2020 roku była również znacznie cieplejsza od średniej w skali regionalnej, z rekordowymi wartościami na północy Syberii, Region  skandynawski był natomiast drugim najcieplejszym w historii. Mimo chłodnego lipca Grenlandia wraz z Islandią były obszarem, gdzie lato 2021 (lipiec-wrzesień) było trzecim najcieplejszym w historii pomiarów.

Sezonowe temperatury w Arktyce
Przedstawione tutaj sezonowe wartości temperatur, a dokładnie ich anomalii podzielone zostały na pory roku: jesień 2020 (październik-grudzień), zimę 2021 (styczeń-marzec), wiosnę (kwiecień-czerwiec i lato (lipiec-wrzesień) w 2021 roku. 

Sezonowe anomalie temperatury w Arktyce: a) jesień, b) zima, c) wiosna, d) lato. Wartości te podane są dla wysokości 925 milibarów, aby podkreślić cechy wzorów pogodowych, a nie lokalnych zmian. NOAA/ESRL

We wszystkich wyżej przedstawionych okresach oprócz zimy dominowały dodatnie odchylenia temperaturowe.  

Jak wyżej wspomniano jesień była rekordowo ciepła. Niemal cały region arktyczny charakteryzował się odchyleniem powyżej 1°C. Na zaistniałą sytuację przełożyły się zarówno układy wiatrów, a także intensywny sezon topnienia.  

Wzorce cyrkulacji atmosferycznej opisane za pomocą tzw. wysokości geopotencjału na poziomie 500 hPa czarne krzywe), oraz odchylenie wysokości geopotencjału dla a) jesieni 2020, b) zimy 2021, c) wiosny 2021 i d) lata 2021. NOAA/ESRL

Zima 2021 (styczeń-marzec) była już chłodniejsza, ale występował duży kontrast temperaturowy, z odchyleniami sięgającymi 4°C w kanadyjskiej Arktyce. Wiosną ponownie wzrósł udział dodatnich odchyleń. Wyższe niż zwykle temperatury na Syberii i europejskiej części Arktyki były napędzane szybkim topnieniem śniegu. Na przełomie wiosny i lata padło kilka rekordów temperatur. Na początku astronomicznego lata (tu okres uwzględniany jest na mapach jako wiosna), czyli 30 czerwca  w Fort Smith na Terytoriach Północno-Zachodnich w Kanadzie padł rekord 39,9°C. Lato 2021 w Arktyce cechowało się niskimi temperaturami nad Oceanem Arktycznym, głównie w sektorze pacyficznym, co miało istotny wpływ na tempo topnienia lodu morskiego. Ciepło było nad lądami. Warto tu wziąć pod uwagę Grenlandię, gdzie sierpniowe temperatury znacznie wywindowały średnią okresu letniego. Wtedy właśnie na Summit Station odnotowano opady deszczu. 

Temperatura Oceanu Arktycznego

Najważniejsze dane: 

• Miesięczna uśredniona temperatura powierzchniowa wód w sierpniu 2020 roku była o 1,0-3,5°C wyższa od średniej wartości 1982-2010 na Morzu Karskim, Łaptiewów i Grenlandzkim.
• Chłodne (0,5-1,0°C poniżej średniej) były wody Morza Czukockiego, północnej części Barentsa i Baffina.
• Choć dany rok różni się od poprzedniego, wieloletni trend wykazuje wzrost temperatur arktycznych mórz.
  

Temperatury powierzchni wód na Oceanie Arktycznym w czasie lata wynikają głównie z ilości napływającego promieniowania słonecznego, a dokładnie ilości promieniowania pochłoniętego przez powierzchnię. Jednak z powodu wzrostu ilości dwutlenku węgla wymuszenie radiacyjne rośnie, a więc ilość energii pochłanianej i potem oddawanej do atmosfery wzrasta. Zmienności pogodowe sprawiają, że nie każdego roku arktyczne wody pochłaniają dużą ilość energii cieplnej. 

Poniżej przedstawione są informacje dotyczące temperatur powierzchni arktycznych wód i ich odchyleń dla sierpnia. Wybór tego miesiąca nie jest przypadkowy z uwagi na to, że sezon topnienia chyli się ku końcowi, ale obszar wolnych od lodu wód nie został jeszcze objęty zamarzaniem. Nie następuje wychładzanie wód, ani ich ogrzewanie ze względu na ilość pochłanianej wtedy energii słonecznej na powierzchnię.

Temperatury arktycznych wód: a) średnia temperatura powierzchni morza w sierpniu 2021 roku. Obszar oznaczany na biało na obu mapach, to uśredniony dla sierpnia 2021 zasięg lodu morskiego. Czarna linia na mapie to izoterma wód o wartości 10°C, b) odchylenia temperatury w sierpniu 2021 roku w stosunku do średniej 1982-2010, c) różnice względem sierpnia 2020 roku. NOAA/NSIDC Climate Data Record of Passive Microwave Sea Ice Concentration, Version 3

Z powodu nadmiernych roztopów podyktowanych ocieplającym się klimatem, arktyczne wody stają się coraz cieplejsze. Jednak w 2021 roku sytuacja wyglądała inaczej. Temperatury sięgające 10°C wystąpiły w południowo-wschodniej części Morza Czukockiego, które w 2021 roku było wyraźniej chłodniejsze niż zwykle. Z kolei wody Morza Barentsa miały 0-3°C. Latem 2021 wyjątkowo ciepłe było Morze Karskie, bo 1-3,5°C powyżej średniej, podobnie wody Morza Grenlandzkiego, co było ściśle związane z warunkami atmosferycznymi (zachmurzenie oraz masy powietrza). Fale upałów na Syberii oznaczały szybkie roztopy na Morzu Łaptiewów, którego temperatury były 3-4°C cieplejsze od średniej.

Zmiany odchyleń temperaturowych arktycznych wód: a) liniowy trend odchyleń temperaturowych w °C rocznie dla sierpnia w latach 1982-2021. Trend ten jest przedstawiony tylko dla wartości, które są statystycznie istotne w 95% przedziale ufności; w innym wypadku dane miejsce jest oznaczone na szaro, b) i c) Średnie roczne zmiany odchyleń temperaturowych Morza Baffina i Czukockiego w stosunku do średniej 1982-2010.

Lokalne warunki pogodowe wpłynęły na tempo topnienia i temperatury wód. Chłodne było przede wszystkim Morze Czukockie, ale wieloletni trend, jak pokazuje wykres jest bez zmian. Trendy ocieplenie w znacznej większości Arktyki pozostaję bez zmian. W skali roku trend wzrostowy dla Morza Czukockiego wynosi obecnie 0,06°C. Cały Ocean Arktyczny ociepla się w tempie 0,03°C rocznie, czyli 0,3°C na dekadę. 

 

Zakwaszenie Oceanu Arktycznego

• Ostatnie prace wykazały, że Ocean Arktyczny zakwasza się szybciej niż ocean światowy, ale przy dużej zmienności przestrzennej.
• Rosnąca liczba badań wskazuje, że zakwaszenie w Oceanie Arktycznym może mieć wpływ na ekosystem Arktyki, w tym wpływ na glony, zooplankton i ryby.
• Najnowocześniejsze narzędzia, takie jak modele obliczeniowe, zwiększają zdolność do zrozumienia wzorców, trendów i skutków zakwaszenia oceanu w regionie arktycznym.

Absorpcja antropogenicznego dwutlenku węgla (CO₂) powoduje kaskadę reakcji chemicznych, które obniżają pH oceanu i stężenie jonów węglanowych, to proces znany jako zakwaszenie oceanu. Chociaż jest to proces globalny, to jedna z najszybszych zmian w spadku pH dotyczy Oceanu Arktycznego. Te niezwykle szybkie tempo zakwaszania odzwierciedla naturalną podatność Arktyki na zmiany pH, spowodowane niskimi temperaturami, naturalnie wyższymi bazowymi stężeniami CO₂ wynikającymi z globalnych procesów cyrkulacji, sezonowymi procesami, które szybko koncentrują CO₂ w niektórych masach wodnych.

Wody powierzchniowe w niektórych częściach Oceanu Arktycznego już są niedostatecznie nasycone w odniesieniu do niektórych biologicznie ważnych minerałów węglanu wapnia (np. aragonitu i kalcytu), a większość regionów Arktyki prawdopodobnie stanie się korozyjna (zdolna do rozpuszczania biologicznie ważnych minerałów węglanowych) do końca tego wieku.

Na podstawie: Arctic Report Card 2021: Surface Air Temperature, Sea Surface Temperature