NOAA Arctic Report Card 2022

Amerykańska Narodowa Służba Oceaniczna i Atmosferyczna (NOAA) opublikowała obszerny raport na temat stanu arktycznej kriosfery i klimatu Arktyki. Raport ten przedstawia obraz zmian, jakie zaszły w Arktyce w ciągu ostatnich miesięcy, oraz to, jak ma się bieżąca sytuacja względem poprzednich lat i dekad. W tym roku raport zwraca uwagę na kwestię opadów. Arktyka z racji ocieplającego się klimatu staje się coraz bardziej wilgotnym miejscem.

 

 

Temperatury powietrza
Okres październik 2021 - wrzesień 2022  był w Arktyce (powyżej 60°N) szóstym najcieplejszym w historii pomiarów.

 

Zmiany odchyleń temperaturowych w Arktyce wraz ze zmianami globalnymi w przedziale czasowym październik - wrzesień w latach 1900-2022. Dane: SAT data are from NASA GISTEMP

 

Okres październik 2021 - wrzesień 2022 był w Arktyce o 0,73^oC cieplejszy niż wynosi średnia 1991-2020, to szósta najmniejsza w historii pomiarów wartość.  Dziesięć najcieplejszych lat obserwowanych w Arktyce miało miejsce w ciągu ostatniej dekady.

 

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

 

Każda pora roku w Arktyce w ostatnich latach charakteryzuje się ponadprzeciętnymi temperaturami. Największe odchylenia z reguły występują w okresie jesienno-zimowym, co wiąże się z oddawaniem ciepła do atmosfery przez zamarzający ocean. Zimą 2022 roku duża część Oceanu Arktycznego to obszar od 3 do nawet 6°C cieplejszy od średniej. Lato, co ciekawe też było ciepłe, choć w znacznie mniejszym zakresie. Było jednocześnie pochmurne, co tłumaczy słaby sezon roztopów. 

Pokrywa śnieżna
Od dłuższego czasu zasięg występowania pokrywy śnieżnej na półkuli północnej się kurczy, co jest związane z ocieplającym się klimatem. Zmiany są jednak widoczne latem, a nie zimą. Przyczyną jest oddziaływanie letnich temperatur w połączeniu ze ekspansją komórki Haddleya.

Odchylenia powierzchni pokrywy śnieżnej dla maja i czerwca w latach 1967-2022 względem średniej 1981-2010. Wykres przedstawia dane dla Ameryki Północnej – czarny kolor oraz Eurazji – kolor czerwony. Krzywe pokazują 5-letnią średnią, zaś kółka średnie wartości miesięczne. NOAA, Climate Data Record (CDR)

Zimą czynnikiem hamującym trend spadkowy są anomalie prądu strumieniowego i zwiększone opady. To sprawa, że zasięg występowania śniegu w danym okresie jest duży. W czerwcu 2022 roku w Ameryce Północnej pokrywa śnieżna była drugą najmniejszą w historii pomiarów, w Eurazji trzecią. Mapa obok (kliknij, aby powiększyć) przestawia Czas występowania pokrywy śnieżnej w dniach, w odniesieniu do okresu 1998-2010. Lewa mapa –  sierpień-styczeń 2021/22, po prawej – luty-lipiec 2022. Sezon zimowy 2021/22 charakteryzował się ponadprzeciętną akumulacją śniegu.

Opady
W tegorocznym raporcie na uwagę zasługują zmiany w opadach. W Arktyce zaczyna stopniowo narastać udział deszczu w stosunku do śniegu. "Na obrzeżach [regionu arktycznego] (..) w ciągu najbliższych kilku dekad zobaczymy poważne przejście od przewagi śniegu w deszcz”, powiedział John Walsh, profesor naukowy w Międzynarodowym Centrum Badań Arktycznych oraz jeden z autorów raportu.   

Zmiany średnich dla trzymiesięcznego okresu w roku opadów w Arktyce (60-90°N) w latach 1951-2021. Dane wyrażone są jako procentowe odchylenia w stosunku do średniej 1981-2010. Dane: ERA5 i GPCC

Tłumaczyć nie trzeba, wykres jasno pokazuje, że od lat obserwowany jest długofalowy wzrost opadów dla każdego sezonu w Arktyce. Mówimy oczywiście o trendzie wieloletnim, a co za tym idzie, zmiany na przestrzeni kilku lat nie muszą być widoczne. Np w okresie październik - grudzień w ostatnich latach tego trendu nie widać, ale na przestrzeni ostatnich dwóch dekad już tak. Za wzrost opadów odpowiada ocieplający się klimat i rosnąca ilość wilgoci w atmosferze. Największe zmiany z racji zjawiska określanego jako atlantyfikacja widać w sektorze atlantyckim Arktyki, wokół Svalbardu.

 

Grenlandzki lądolód
Pod wpływem ocieplającego się klimatu Grenlandia traci lód, który przyczynia się do wzrostu poziomu oceanów na Ziemi. W ostatnim sezonie (1 września 2021 - koniec sierpnia 2022) Grenlandia straciła 146 mld ton lodu, odpowiada wzrostowi poziomu morza o 0,4 mm.

 

Zmiany masy grenlandzkiego lądolodu w gigatonach od kwietnia 2002 do sierpnia 2022 roku. Dane pomiarowe z satelitów GRACE

 

146 mld ton, inaczej gigaton, to dość mało, średnia z całego okresu pomiarów GRACE to 261 Gt/rok. Taka sytuacja była związana z sezonowymi warunkami atmosferycznymi. Wykres obok przedstawia zmiany powierzchniowego topnienia lądolodu w 2022 roku. Mapa zaś odchylenia ilości dni, kiedy miało miejsce topnienie. Mimo ekstremalnych zdarzeń, jakie miał miejsce szczególnie na początku września, sumarycznie topnienie było słabe. Tu przykładem jest zimny i pochmurny czerwiec oraz pierwsza połowa lipca. Lądolód w okresie letnim cechował się też z tego powodu dość sporym albedo. 

 

Arktyczny lód 

Najważniejsza zmienna dla Arktyki - zasięg lodu morskiego i jego zmiany. Od wielu lat występuje trend spadkowy. W ostatnich latach został on mocno zahamowany, ale jest to tylko sytuacja chwilowa. Dalszy wzrost temperatur na Ziemi wymusi dalsze, jeszcze większe topnienie lodu.

 

 

Lewa mapa – średni zasięg lodu morskiego w marcu 2022. Prawa mapa – średni zasięg we wrześniu 2022. Fioletowa linia oznacza średni zasięg lodu w okresie 1981-2010. Dane NSIDC

Sytuacja w 2022 roku była podobna do tej z poprzedniego roku, różniąca się znacząco od 2020 roku, kiedy omal nie doszło do pobicia rekordu z 2012 roku. Niemniej letnie topnienie do słabych nie należało. Otworzyły się oba szlaki żeglugowe, szczególnie Przejście Północno-Wschodnie. Więcej o sezonie topnienia 2022 można przeczytać tutaj. Wykres obok przedstawia procentowe zmiany zasięgu występowania lodu morskiego w Arktyce w latach 1979-2022 dla marca i września. Od 1979 do 2022 roku pokrywa lodowa w Arktyce skurczyła się średnio o 9,3% w przypadku marca i 36,5% w przypadku września.

 

Ważną zmienną w utracie lodu morskiego Arktyki jest jego grubość i związany z nią wiek lodu.

Zmiany obszaru, jaki zajmuje lód wieloletni i mający mniej niż 4 lata od 1985 roku do dziś. Powyżej mapy przedstawiające rozmieszczenie lodu wieloletniego i jednorocznego pod koniec sezonu topnienia w 1985 i 2022 roku.

Choć w tym roku nie odnotowano rekordów, to patrząc na wykres, widać ogrom zmian. Stary, a co za tym idzie gruby lód, stanowi jedynie ułamek tego, co było 30-40 lat temu. To samo widać na mapach, gdzie kiedyś wieloletni, gruby na 3-5 metrów lód rozciągał się na znacznej powierzchni Oceanu Arktycznego.

Temperatura Oceanu Arktycznego
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.

Temperatury arktycznych wód: a) średnia temperatura powierzchni morza w sierpniu 2022 roku. Obszar oznaczany na biało na obu mapach, to uśredniony dla sierpnia 2022 zasięg lodu morskiego. Czarna linia na mapie to izoterma wód o wartości 10°C, b) odchylenia temperatury w sierpniu 2022 roku w stosunku do średniej 1982-2010, c) różnice względem sierpnia 2021 roku. NOAA/NSIDC Climate Data Record of Passive Microwave Sea Ice Concentration, Version 3

 

Średnie temperatury powierzchni arktycznych wód w sierpniu 2022 roku były od 2 do 3°C wyższe od średniej z lat 1981-2010. Wyjątkowo zimne było Morze Czukockie.  Wykres obok pokazuje zmiany odchyleń temperaturowych arktycznych wód dla całego obszaru oraz Morza Czukockiego i Barentsa z podziałem na południową i północną część. Jak pokazują to wykresy, arktyczne wody się ocieplają na skutek silniejszego niż kiedyś topnienia lodu. Północna część Morza Barentsa charakteryzuje się trendem spadkowym, ale w ostatnich latach nasilający się proces atlantyfikacji regionu to wyraźnie zmienia.

 

Roślinność w Arktyce
Za pomocą satelitów jesteśmy w stanie rejestrować zmiany w roślinności arktycznej. Dla mierzenia zmian w roślinności, poziomie wegetacji służą indeksy NDVI (Znormalizowany Różnicowy Wskaźnik Wegetacji). MaxNDVI to szczytowy poziom wskaźnika NDVI związany z maksymalnym w roku rozwoju arktycznej szaty roślinnej tundry. Poniżej przedstawione są dane pomiarowe od 1982 roku przez Zaawansowany Radiometr Bardzo Wysokiej Rozdzielczości (AVHRR), i od 2000 roku przez Spektroradiometr Obrazowania Umiarkowanej Rozdzielczości (MODIS).

 

Okołoarktyczne trendy (% zmian MaxNDVI): a) dla szeregu czasowego 1982-2021. Minimalny zasięg lodu morskiego w 2021 r. oznaczono jasnym cieniowaniem. b) dla 2000-22. Minimalny zasięg lodu morskiego w 2022 r. jest zaznaczony jasnym cieniowaniem.  

 

Od lat obserwuje się proces zazieleniania się tundry, a wiec pojawiania się tam gęstych traw i krzewów. W 2022 roku stopień zazielenienia spadł z rekordowo wysokich wartości z dwóch poprzednich lat na czwarte miejsce. Jak pokazuje to prawa mapa, wysoki stopień zazielenienia tundry występował w północno-amerykańskiej Arktyce. Bardzo mały za to nad brzegami Morza Wschodniosyberyjskiego, co było związane z chłodnymi warunkami, które nie sprzyjały wegetacji.

Na podstawie: Arctic Report Card: Update for 2022

Zobacz także:

• NOAA Arctic Report Card 2021
• NOAA Arctic Report Card 2020