NOAA Arctic Report Card 2023

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.  Coraz częstsze ekstremalne zjawiska pogodowe podyktowane postępującym ociepleniem klimatu zmieniają obraz Arktyki. Jednak możliwości adaptacyjne do nowych warunków leżą w możliwości współpracy międzyludzkiej. 

Arktyka jest coraz cieplejsza, czapa polarna i pokrywa śnieżna z dekady na dekadę stają się coraz mniejsze. Region staje się też coraz wilgotniejszy, do którego wkraczają warunki typowe dla umiarkowanych szerokości geograficznych. Koncentracja na partnerstwach lokalnych i międzynarodowych, długoterminowych obserwacjach i sprawiedliwych rozwiązaniach klimatycznych zapewnia społecznościom Arktyki mechanizmy radzenia sobie z szybko zmieniającą się sytuacją. Ten problem dotyczy także i nas.

Temperatury powietrza

Region arktyczny (60–90° N) w 2023 cechował się jak poprzednich latach wysokimi temperaturami. Rok 2023 był szóstym najcieplejszym od 1900 roku. Arktyka doświadczyła najcieplejszego lata w historii.

Arktyczne (60-90° N) i globalne (90° S-90° N) anomalie temperatury powietrza  (w °C) uśrednione dla obszarów lądowych i morskich. Wartości te obejmują okres międzyroczny (np. październik 2022-wrzesień 2023). Dane NASA GISTEMP v4 pochodzą z NASA Goddard Institute for Space Studies, a dane ERA5 pochodzą z Copernicus Climate Change Service.

Biorąc pod uwagę zapisy z GISTEMP i ERA5, roczna anomalia w 2023 roku wyniosła odpowiednio 0,76°C i 0,77°C dla Arktyki, plasując się na 6. miejscu najcieplejszych lat od 1900 roku. Jeśli chodzi o dane z GISTEMP, 2023 roku jest 14. z rzędu, w którym temperatury w Arktyce przekroczyły średnią z lat 1991-2020, podczas gdy osiem najcieplejszych lat w Arktyce miało miejsce od 2016 roku. 

Sezonowe anomalie temperatury powietrza na powierzchni (w °C) dla (a) jesieni 2022 r., (b) zimy 2023 r., (c) wiosny 2023 r. i (d) lata 2023 r. Anomalie temperatury przedstawiono w odniesieniu do  średnich z lat 1991-2020. Dane dotyczące temperatury powietrza z reanalizy ERA5 pochodzą z serwisu Copernicus Climate Change Service.

W Barrow czyli Utqiaġvik 5 grudnia 2022 roku zanotowano rekordową temperaturę 4,4°C dla okresu 30 października - 22 kwietnia. Lato 2023 było w Arktyce najcieplejsze w historii. Duża była tutaj rolą tego, co działo się w kanadyjskiej Arktyce. 

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 1967-2023 względem średniej 1991-2020. 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)

Pokrywa śnieżna od jesieni do wiosny ma bezpośredni wpływ na wiele procesów zachodzących na powierzchni lądu w Arktyce, w tym na budżet energii powierzchniowej, reżim termiczny gruntu, wieczną zmarzlinę oraz ekosystemy lądowe i słodkowodne. Na te zmienne wpływ ma także to, jak szybko wiosną znika śnieg, i jak długo nie ma go w półroczu letnim. W 2023 roku, w maju pokrywa śnieżna w Ameryce Północnej zajmowała rekordowo mały obszar, co potem przełożyło się na sezon pożarowy w Kanadzie. Akumulacja śniegu zimą 2022/23 była wyższa niż zwykle na obu kontynentach, zwłaszcza w Eurazji. Od 2010 r. w czerwcu w Eurazji pokrywy śnieżnej nie było prawie całkowicie (z wyjątkiem jej pozostałości w górach) przez 11 z 14 lat; ten brak czerwcowej pokrywy śnieżnej w ogóle nie wystąpił w latach 1967–2009.

Opady

Ocieplenie klimatu w Arktyce oznacza wzrost opadów, zarówno śniegu jak i deszczu. Wzrost średnich wartości opadów w Arktyce widoczny jest każdej porze roku. Występują tylko rozbieżności co do regionów, gdzie w jednym trendu nie ma, a w innym jest. 

Zmiany średnich dla trzymiesięcznego okresu w roku opadów w Arktyce (60-90°N) w latach 1951-2023. Dane wyrażone są jako procentowe odchylenia w stosunku do średniej 1991-2020. Dane: ERA5 i GPCC

Arktyka doświadczyła znaczących dodatnich anomalii jeśli chodzi o opady w sezonie 2022/2023 (październik-wrzesień). Od wielu lat obserwuje się stopniowy wzrost ilości opadów. W wielu miejscach, jak np. na Alasce zima była wyjątkowo wilgotna. Na co raz większych obszarach występują opady o charakterze intensywnym. W przeszłości też miały one miejsce, ale na znacznie mniejszych obszarach. Strefa zjawisk typowych dla naszego klimatu przesuwa się stopniowo na północ. Okres październik 2022 - wrzesień 2023 był szóstym najwilgotniejszym od 1950 roku 

Grenlandzki lądolód

Pod wpływem ocieplającego się klimatu Grenlandia traci lód, który przyczynia się do wzrostu poziomu oceanów na Ziemi. Na razie jej udział jest niewielki, ale dalsze ocieplenie znacznie ten proces przyspieszy.

Zmiany masy grenlandzkiego lądolodu w gigatonach od kwietnia 2002 do września 2023 roku. Dane pomiarowe z satelitów GRACE

W sezonie 1 września 2022 - 31 sierpnia 2023 Grenlandia straciła 156 mld ton lodu (gigaton). To 60 Gt mniej niż wynosi średnia z lat 2002-2023. Inaczej mówiąc, topnienie było 28% słabsze niż w latach 2002-2023. Sezon topnienia nie był zbyt silny jak na ostatnie lata głównie za sprawą czerwca. Jednak liczba dni, kiedy miało miejsce topnienie lądolodu była wyraźnie wyższa do średniej. Skumulowany obszar czasu trwania topnienia był drugim co do wielkości w historii pomiarów. 70% wartości z rekordowego 2012 roku, 5,7 razy większy w stosunku do wielolecia. Powodem stosunkowo słabej utraty lodu były chłodne warunki pogodowe latem (głównie w czerwcu), oraz wilgotna i ciepła jesień 2022. Średnia temperatura jesienią na Grenlandii wyniosłą -23,2°C, co stanowi anomalię na poziomie +7,4°C.

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.

Średni miesięczny zasięg lodu morskiego (jasnoniebieski) dla (a) marca 2023 roku i (b) września 2023. Medianę zasięgu dla lat 1991-2020 zaznaczono ciemnoniebieskim konturem.

Zasięg lodu morskiego  w ostatnich latach jest o około 50% niższy niż w latach 80-tych XX wieku. W 2023 roku było podobnie, ale nie odnotowano przy tym rekordu. Szczególnie chodzi tu o wrześniowe minimum. Tempo topnienia do końca kwietnia było powolne, potem utrzymywało się na poziomie zbliżonym do średniej. W lipcu i sierpniu przyspieszyło. Północny Szlak Morski, wzdłuż północnego wybrzeża Rosji, otwierał się stosunkowo wolno ze względu na słabe roztopy u wybrzeży Morza Karskiego i Wschodniosyberyjskiego, ale pod koniec sierpnia wzdłuż wybrzeża na całej trasie zaobserwowany stan otwartych wód. Przejście Północno-Zachodnie szybko się otworzyło, chociaż lód nadal w dużej mierze blokował zachodni kraniec północnej trasy przez Cieśninę M'Clure’ego w trakcie sezonu topnienia. Niemniej jednak zasięg na wodach tego szlaku morskiego był jednym z najniższych w historii pomiarów.

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 2023 roku.

2023 rok nie był rekordowy jeśli chodzi o roztopy w Arktyce. Dotyczy to także udziału lodu wieloletniego w stosunku do całej powierzchni czapy polarnej. Mimo to, jak pokazuje wykres, nad udział wieloletniego lodu jest niewielki, niemal rekordowy. Podobne zmiany obserwuje się w przypadku grubości lodu, który jest coraz cieńszy. W 2023 roku szczególnie cienka pokrywa lodowa występowała w sektorze amerykańskim, w tym na Morzu Beauforta. Wpływ na grubość lodu pod koniec sezonu topnienia mają to, co działo się w trakcie zimy, a potem w czasie letnich roztopów. 

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 2023 roku. Obszar oznaczany na biało na obu mapach, to uśredniony dla sierpnia 2023 zasięg lodu morskiego. Czarna linia na mapie to izoterma wód o wartości 10°C, b) odchylenia temperatury w sierpniu 2023 roku w stosunku do średniej 1991-2020, c) różnice względem sierpnia 2022 roku. NOAA/NSIDC Climate Data Record of Passive Microwave Sea Ice Concentration, Version 3

W sierpniu 2023 roku średnia temperatura wód Morza Barentsa, Karskiego i Beauforta wynosiła około 11°C, a w przypadku Czukockiego i Łaptiewów około 8°C. Większość arktycznych wód pod koniec sezonu topnienia była wyraźnie cieplejsza od średniej. Szczególnie wody Morza Beauforta, które były nawet 5°C cieplejsze od średniej z lat 1991-2020. Duża była tutaj nie tylko zasługa tego, co działo się w kanadyjskiej Arktyce. Wpływ na temperatury wód miała rzeka Mackenzie, które na skutek fal upałów w głębi lądu dostarczała ciepłą wodę do Oceanu Arktycznego. Wykres obok pokazuje, że Ocean Arktyczny ociepla się w średnim tempie 0,05°C rocznie, czyli 0,5°C na dekadę. W ciągu ostatnich 40 lat temperatury arktycznych wód wzrosły o 2°C, dwukrotnie więcej niż w światowym oceanie. 

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 1982-2022.  b) dla 2000-23.   Zasięg lodu morskiego w 15 sierpnia 2023 r. oznaczono jasnym cieniowaniem.

Od lat obserwuje się proces zazieleniania się tundry, a wiec pojawiania się tam gęstych traw i krzewów. W 2023 roku średni szczytowy poziom zazielenienia tundry był trzecim najwyższym w historii pomiarów. W stosunku do 2022 roku nastąpił wzrost, dokładnie o 9.8%. Dość wysoki poziom zmian zaobserwowano na Alasce i w kanadyjskiej Arktyce. 

Na podstawie: Arctic Report Card: Update for 2023

Zobacz także:

• NOAA Arctic Report Card 202, 18 grudnia 2022