NOAA Arctic Report Card 2020 cz.3

Temperatura Oceanu Arktycznego

Najważniejsze dane: 

• Miesięczna uśredniona temperatura powierzchniowa wód w sierpniu 2020 roku była od 1 do 3^oC wyższa od średniej 1982-2020 na większości powierzchni Oceanu Arktycznego.
• Dokonywane w sierpniu pomiary temperatur powierzchni wód arktycznych w latach 1982-2020 wykazują wieloletni, postępujący wzrost.
• Największe odchylenia temperaturowe w sierpniu 2020 roku miały miejsce na Morzu Karskim i Łaptiewów. Wody te były nawet o 5^oC cieplejsze od średniej wieloletniej.  
  

 

Temperatury powierzchni wód na Oceanie Arktycznym w czasie lata wynikają głównie z ilości napływającego promieniowania słonecznego, a dokładnie ilości promieniowania pochłoniętego przez powierzchnię. Na ocieplenie wód Arktyki z racji padającego na powierzchnię promieniowania wpływ ma rozmieszczenie lodu morskiego (z większym ociepleniem występującym w regionach wcześnie pozbawionych lodu). Wpływ ma także zachmurzenie, kluczowe w przypadku temperatur powietrza, co ostatecznie wpływa na sam lód. Innymi czynnikami są także barwa wody i stratyfikacja górnego oceanu. W przypadku Morza Barentsa i Czukockiego na temperatury powierzchni tych wód wpływa transfer morskiego ciepła z Pacyfiku i Atlantyku. 

 

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 2020 roku. Obszar oznaczany na biało na obu mapach, to uśredniony dla sierpnia 2020 zasięg lodu morskiego. Czarna linia na mapie to izoterma wód o wartości 10^oC. b) liniowy trend odchyleń temperaturowych w ^oC rocznie dla sierpnia w latach 1982-2020. Trend ten jest przedstawiony tylko dla wartości, które są statystycznie istotne w 95% przedziale ufności; w innym wypadku dane miejsce jest oznaczone na szaro. Żółta linia oznacza uśredniony dla sierpnia zasięg lodu w latach 1982-2010. NOAA/NSIDC Climate Data Record of Passive Microwave Sea Ice Concentration, Version 3

 

W sierpniu 2020 roku średnia temperatura powierzchni południowej części Morza Czukockiego i Barentsa wynosiła od 7 do 10^oC. Od 1 do 3^oC miały morza wewnętrzne Oceanu Arktycznego, które w sierpniu były w dużym stopniu wolne od lodu. Są to przede wszystkim wody Morza Wschodniosyberyjskiego czy Beauforta. Sierpień 2020 wpisuje się w wieloletni trend wzrostowy temperatur arktycznych wód. Większość powierzchni arktycznych wód ocieplała się w tempie 1^oC na dekadę. Średnie dla sierpnia temperatury wód dla całej Arktyki (na północ od 67^oN) wykazują liniowy trend ocieplenia wynoszący 0,03^oC rocznie. Trend ochładzania widoczny jest w północnej części Morza Barentsa.

Odchylenie temperatur powierzchni arktycznych wód: a) w sierpniu 2020 roku, b) w sierpniu 2019 roku w stosunku do średniej 1982-2010. Żółta linia oznacza sierpniowy zasięg lodu morskiego względem średniej 1981-2010. Na biało zaznaczony jest uśredniony dla sierpnia 2020 i 2019 roku zasięg pokrywy lodowej. Niebieskim konturem oznaczone są miejsca odnoszące się do danych przedstawionych na wykresie poniżej. 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. W sierpniu 2020 roku większość wód Arktyki miała temperaturę od 1 do 3^oC wyższą od średniej. Najwyższe odchylenia zostały zanotowane na Morzu Karskim i Łaptiewów, to 5,5^oC powyżej średniej 1982-2010. Sytuacja ta była związana z wyjątkowo wysokimi temperaturami północnej Eurazji. Inaczej było na Morzu Barentsa, podobnie jak w 2019 roku północna część tego morza była chłodniejsza niż zwykle - 1,5^oC poniżej średniej. W porównaniu z sierpniem 2019 roku do nawet 4^oC chłodniejsze były wody Morza Czukockiego i Beauforta, co było związane ze wzorcami pogodowymi. Lód na Morzu Beauforta topił w 2020 roku bardzo powoli.  

 

U góry: zmiany odchyleń temperaturowych dla sierpnia trendzie w latach 1982-2020 w stosunku do średniej 1982-2010 wód Morza Karskiego i Łaptiewów. Na dole: średni dla sierpnia zasięg lodu morskiego na Morzu Karskim i Łaptiewów. 

Jak pokazuje przykład Morza Karskiego i Łaptiewów liniowy trend ocieplania się tych mórz w latach 1982-2020 wyniósł odpowiednio: 0,03^oC i 0,02^oC rocznie. Wzrostowy trend tych arktycznych wód jest zgodny z postępującym zanikiem lodu morskiego. W miejsce pokrywy lodowej pojawia się ciemna powierzchnia wód, która pochłania promieniowanie słoneczne, tym samym rośnie temperatura powierzchni. Dodatkowo obserwuje się zwiększony transfer ciepła z wód Oceanu Atlantyckiego i postępującą w ten sposób tzw. "altantyfikację" już całego wręcz regionu od Morza Barentsa, przez Karskie aż po Morze Łaptiewów.  

 

 

Wale grenlandzkie:  spostrzeżenia na temat ich biologii, statusu i odporności

• Wale grenlandzkie to ssaki morskie, które mogą żyć ponad 200 lat, posiadają unikalne cechy anatomiczne i fizjologiczne. Geny tych ssaków zostały dokładnie przebadane w celu zrozumieniach ich niezwykłych właściwości.
• Przemysłowe rybołówstwo, ruch morski, działalność przemysłu naftowego w różnym stopniu dotykają populację waleni. Odporność gatunku na te czynniki, jak i zmiany środowiskowe różni się w zależności od regionu.
• Stan tego gatunku jest wskaźnikiem zmian środowiskowych arktycznego ekosystemu. W ciągu ostatnich 30 lat, co niezwykłe, zaobserwowano wzrost ich populacji, ale jednocześnie pojawiły się inne problemy. 

 

Wale grenlandzkie występują w czterech grupach siedliskowych o zasięgu ograniczonym do arktycznych wód. Są to obszary: Morza Ochockiego (218 osobników), Morza Grenlandzkiego wraz z wodami Morza Barentsa (318 osobników), Morza Baffina wraz z wodami północnej części Zatoki Hudsona (około 6,4 tys. osobników), i wody Morza Beauforta wraz z Czukockim i Beringa (około 16,3 tys. osobników). Te ssaki morskie stanęły na granicy wyginięcia w wyniku prowadzonych masowo odłowów w XIX wieku. Do dziś populacja została częściowo odbudowana, choć dwie grupy siedliskowe wciąż są silnie zagrożone wymarciem.

 

Mapa przedstawiająca obszar występowania czterech grup siedliskowych walenia grenlandzkiego.  Kolorem ciemnozielonym oznaczone duże skupiska waleni w okresie letnim, a kropkowane miejsca przedstawiają zasięg historyczny.

 

W odróżnieniu od innych waleni, wale grenlandzkie mają proporcjonalnie większe głowy i są bardzo dobrze przystosowane do życia w wodach pokrytych lodem. Potrafią przebić się przez lód o grubości nawet do 2 metrów, i żerują w ograniczonych, ale sezonowo bogatych zooplankton wodach Arktyki. Osiągają dojrzałość płciową w wieku około 25 lat

Ekologia i zagrożenia antropogeniczne
Zanik lodu morskiego w Arktyce stał się ikoną zmian klimatycznych, co ma wpływ na wiele gatunków, w tym na wale grenlandzkie. Na życie tych ssaków wpływają: zasięg lodu morskiego, temperatury wód i stan produktywności pierwotnej arktycznych wód. 

Wale grenlandzkie. Długość ciała tych ssaków sięga 18 metrów, ważą nawet 100 ton. Ich budowa anatomiczna jest przystosowana do życia w obecności lodu, który stanowi schronienie przed agresywnymi orkami.

Ssaki te na przykład w wodach Morza Beringa i Czukockiego żywią się widłonogami. W ostatnich latach (patrz NOAA Arctic Report Card cz. 7) produktywność pierwotna w Arktyce rośnie. Glony, plankton i inne tego typu organizmy wykazują się ekspansywnością. Jak się okazuje, jest to pozytywna zmiana, która pomogła odrodzić się populacji wala, której cały czas zagraża działalność przemysłowa człowieka. Od lat 80. XX wieku zaobserwowano wzrost populacji w wodach Morza Beauforta, Beringa jak Baffina w tym regionu północnej Zatoki Hudsona. 

Z drugiej strony są także negatywne skutki. Poza zwiększonym ruchem morskim, działalnością przemysłu naftowego, problem stanowi brak lodu morskiego. Choć brak lodu i ciepłe wody oznaczają większą produktywność pierwotną, to pojawia się też inwazja innych gatunków. To przede wszystkim orki, które nazywane są wielorybami-zabójcami. Orki subarktyczne unikają lodu, ale tego jest w ostatnich latach mniej. W takiej sytuacji orki wpływają tam, gdzie wcześniej nie mogły, gdzie żyją wale grenlandzkie. Zwierzęta więc wchodzą sobie w drogę, co dla wali nie kończy się dobrze. Biolodzy coraz częściej widują ranne lub nawet martwe wale grenlandzkie, które padły ofiarą agresywnych orek. Największy problem ze strony orek dotyczy oczywiście młodych osobników, które są jeszcze na etapie karmienia przez matki.

Wraz z działalnością przemysłową człowieka i z powodu ocieplającego się klimatu, przyszłość wali grenlandzkich, podobnie jak innych zwierząt nie wygląda dobrze.  

Na podstawie: Arctic Report Card 2020: Sea Surface Temperature, Bowhead Whales: Recent Insights into Their Biology, Status, and Resilience

NOAA Arctic Report Card 2020 cz.2

Temperatury powietrza

Najważniejsze dane:

• Październik 2019 - wrzesień 2020 był w Arktyce (60-90°N) drugim najcieplejszym okresem w historii pomiarów prowadzonych od 1900 roku
  
• Niezwykle wysokie temperatury przy powierzchni Ziemi były notowane na Syberii w pierwszej połowie 2020 roku. Od 3 do 5^oC powyżej średniej.
  
• Długotrwałe i silne meandrowanie prądu strumieniowego było odpowiedzialne za duże skrajności temperaturowe. Z jednej strony miały miejsce wysokie, rekordowe temperatury na północy Eurazji, a z drugiej niskie na Alasce i Grenlandii. 
  

Panujące w Arktyce 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. 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 15 lat. Szczególnie widoczne jest to w półroczu zimowym, kiedy wielkie obszary wody zamarzają, i oddają w ten sposób zgromadzone latem ciepło do atmosfery. Wiosna i lato 2020 pokazały, że nie zawsze tak musi być. 

Średnia temperatura przypowierzchniowa w Arktyce (na północ 60°N) w zestawieniu z wartościami globalnymi w okresie 1900-2019 w stosunku do średniej 1981-2010. Dane CRUTEM4

Jak pokazuje wykres, temperatury rosną w Arktyce średnio dwa razy szybciej niż na całej planecie. Jest to tzw. arktyczne wzmocnienie, lub inaczej amplifikacja arktyczna. Topnienie odbijającego promieniowanie słoneczne lodu, powoduje odsłanianie ciemnej powierzchni oceanu, który pochłania owo promieniowanie. Ponieważ poza Arktyką nie ma innych wielkich lodowych powierzchni, które się kurczą pod względem areału (przynajmniej na razie zjawisko to jest bardzo słabo widoczne na Antarktydzie, czy Grenlandii), to właśnie w Arktyce zmiany związane ze zmianą albedo są najbardziej widoczne. Wykres pokazuje to wyraźnie - w XXI wieku Arktyka szybko się ocieplała, a ostatnie lata należą do najcieplejszych. 

Średnie roczne odchylenie (1981-2020) temperatur przypowierzchniowych w okresie październik 2019 - wrzesień 2020 było drugim ex aequo z 2018/19 najwyższym w historii pomiarów, tj. od 1900 roku. To kolejny okres, który kontynuuje trend wysokich temperatur - 7 lat z rzędu, które były o 1^oC wyższe od średniej wieloletniej i 9 z 10 ostatnich lat, które także były o 1^oC wyższe od średniej. 

Sezonowe temperatury w Arktyce
Przedstawione tutaj sezonowe wartości temperatur, a dokładnie ich anomalii podzielone zostały na pory roku: jesień 2019 (październik-grudzień), zimę 2020 (styczeń-marzec), wiosnę (kwiecień-czerwiec i lato (lipiec-wrzesień) w 2020 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 dominowały dodatnie odchylenia temperaturowe.

Jesień 2019. Nad większością Oceanu Arktycznego temperatury jesienią były wyższe od średniej wieloletniej. Największe odchylenia wynoszące 4^oC stwierdzono nad Morzem Czukockim i północną Grenlandią. Podobna sytuacja miała miejsce nad Morzem Łaptiewów i Karskim. Przyczyną takich odchyleń była nie tylko sama cyrkulacja mas powietrza a brak lodu i związane z tym wysokie temperatury wód. Zważywszy na to, że pod koniec roku widoczne stały się skutki rozrastającego się wiru polarnego, odchylenia nie były tak ekstremalnie wysokie, jak w poprzednich latach, zwłaszcza sezonie 2016/17.

 

Wzorce cyrkulacji atmosferycznej opisane za pomocą tzw. wysokości geopotencjału na poziomie 500 hPa (niebieskie krzywe), oraz wiatrów (czerwone wektory) dla a) jesieni 2019, b) zimy 2020, c) wiosny 2020 i d) lata 2020. NOAA/ESRL

Zima2020. Temperatury zimą 2020 roku w Arktyce nie były tak wysokie jak w latach poprzednich, czego przyczyną była stała obecność stratosferycznego wiru polarnego. Nie znaczy to, że nie występowały dodatnie odchylenia. Od Europy Wschodniej po środkową część Syberii temperatury były wyższe niż zwykle Na Syberii odchylenia wynosiły 3-5^oC. Obszary zimnych mas powietrza dominowały od Alaski po Grenlandię, obejmując też Svalbard. Na Svalbardzie zimą temperatury były od 1,4 do 2,6^oC poniżej normy. Szczególnie zimno było w marcu, kiedy to odchylenia sięgały nawet 4,5^oC poniżej średniej. Na na północy Alaski (North Slope) zima 2020 była najzimniejsza od 2012, a więc 1,4^oC poniżej średniej. Najzimniejszy był luty, kiedy to odchylenie wyniosło 5,1^oC poniżej średniej - największa wartość od 1990 roku.

Korelacja przestrzenna pomiędzy wartościami oscylacji arktycznej (AO) zimą, a temperaturami na poziomie 925 hPa w okresie 1950-2020. Wykres po prawej przedstawia zapis zmian wartości AO w latach 1950-2020 dla zimy (czerwona krzywa), wiosny (zielona krzywa) oraz średniej zimowo-wiosennej obejmującej styczeń - czerwiec (czarna krzywa). NCEP/NCAR

Wir polarny zimą zaowocował powstaniem silnej zachodniej cyrkulacji strefowej. W wyniku tego głębokie niże baryczne zaciągały ciepło nad Europę przenosząc je dalej nad Syberię. Wir więził zimno w Arktyce, ale region nie był wolny od dodatnich odchyleń temperaturowych. Zgodnie z dodatnią fazą AO, ciepło docierało do północnej części Syberii, obejmując też częściowo obszar Oceanu Arktycznego wzdłuż wybrzeży Rosji. Z racji tego zimne powietrze występowało w sektorze amerykańskim. Stąd właśnie bardzo zimne warunki na Alasce, a także na Svalbardzie, gdzie nad znaczną częścią atlantyckiego sektora Oceanu Arktycznego temperatury były wyraźnie niższe od średniej wieloletniej.  

Wiosna 2020. Wiosną warunki zaczęły się zmieniać. W okresie kwiecień - czerwiec nad większością Oceanu Arktycznego występowały dodatnie odchylenia. W dalszym ciągu ponadprzeciętne temperatury panowały na Syberii wspomagane przedwczesnymi roztopami śniegu, głównie w północno-środkowej części regionu. Temperatura była tam o 5^oC wyższa od średniej 1981-2010. Szczególnie widoczne to było w czerwcu. 28 czerwca w Wierchojańsku na północy Syberii zanotowano rekordową temperaturę 38^oC. Szybkie topnienie śniegu i wzrost temperatur przyczyniły się do przedwczesnego topnienia lodu.  

Lato 2020. Zwykle latem dodatnie odchylenia temperaturowe nad Oceanem Arktycznym zanikają, bo energia cieplna jest zużywana na topnienie lodu. Ostatnie sezony są jednak inne, zwłaszcza lato 2020. Duże dodatnie odchylenia występowały nad centralną częścią Oceanu Arktycznego, nawet 5^oC powyżej średniej. Anomalie zostały nasilone przez szybkie topnienie lodu na Morzu Karskim, Łaptiewów i Wschodniosyberyjskim i obecnością silnego wyżu barycznego - brak chmur przesłaniających promienie słoneczne. Występowały wtedy podręcznikowe warunki dla dodatniego sprzężenia zwrotnego związanego z topnieniem lodu i albedo powierzchniowym.

 

W lipcu na Svalbardzie (lód na Morzu Barentsa także szybko się topił) odnotowano rekordowo wysoką temperaturą miesięczną, to 9,8^oC, a więc 0.8^oC więcej niż w poprzednim rekordowym lipcu z 2016 roku. Miesięczne odchylenie od średniej wieloletniej zanotowane przez stację na lotnisku w Longyearbyen wyniosło 3,4^oC. Z kolei w leżącym dalej a północy Ny-Ålesund średnia dla lipca wyniosła 8^oC, a więc 0,7^oC więcej niż w rekordowym dla tego miejsca 2019 roku i 2,7^oC więcej od średniej wieloletniej.   

Pożary na Dalekiej Północy

Najważniejsze dane:

• Aktywność pożarów na wysokich szerokościach geograficznych jest bardzo zmienna, co wiąże się z warunkami atmosferycznymi, które mimo postępującego ocieplenia klimatu nie zawsze muszą sprzyjać wybuchom pożarów tajgi czy tundry.
• Roślinność i w ogóle specyfika materii organicznej na Dalekiej Północy w połączeniu z długimi i ciepłymi okresami bezdeszczowymi staje się podatnym źródłem paliwa dla pożarów, w tym pożarów typu "holdover fires", zwane jako "pożary zombie". Pożary te coraz bardziej wpływają na globalny cykl węglowy.
• W wyniku ocieplania się klimatu, pojawią się warunki dla intensyfikacji pożarów na Dalekiej Północy.

Pomimo ogólnie niskich temperatur, krótkiego okresu wegetacyjnego, pożary na Dalekiej Północy stanowią problem środowiskowy regionu. Pożary te dotykają lasy borealne zwane jako tajga, składające się z drzew iglastych. W ostatnich latach problem ten dotyczy także tundry rozciągającej się wokół Oceanu Arktycznego.  

Zmienność regionalna

Poniższy rysunek przedstawia miejsca, w których wybuchły pożary tajgi. Jasnym odcieniem wokół Oceanu Arktycznego oznaczono obszary tundrowe i lodowce ( Grenlandia, etc). Dane z 2020 roku obejmują analizę do czerwca, stąd mniejsza niż w ostatnich latach powierzchnia spalonego terenu.

Zasięg występowania (a) i powierzchnia spalonego terenu w latach 2001-2020.  Dane ze spektroradiometru MODIS 

Wyniki obserwacji pokazują, że pożary na Dalekiej Północy zmieniają się regionalnie i czasowo na przestrzeni lat. Zauważono, że sezony intensywnych pożarów w ciągu ostatnich 40 stały się częstsze na Alasce, a w kanadyjskich Terytoriach Północno-Zachodnich skala pożarów nieco się zmniejszyła. 

Zmiany powierzchni (w hektarach) terenów, które zostały dotknięte pożarami w latach 1980-2020 na a) Alasce, b) Terytoriach Północno-Zachodnich i c) Jakucji (dane Jakucji kończą się na czerwcu). Odcienie na planszy wykresu oznaczają odchylenia (powyżej/poniżej normy).

Ogólnie pożary w tej części świata występują rzadko, są to sporadyczne epizody w skali roku, poprzedzone długimi okresami bezdeszczowymi. Oczywiście w ostatnich latach to się zmienia. Te regiony są w dużym stopniu niezamieszkałe, a główną przyczyną inicjującą pożar są burze z piorunami. Taka sytuacja sprawia, że są one trudne do opanowania, gdyż występują z dala od miast i siedzib ludzkich, gdzie znajdują się służby przeciwpożarowe. 

Wpływ klimatu i samego ekosystemu na pożary
Klimat jest decydującym czynnikiem wpływającym na pożary, ich obecność lub brak. Według badań, prawdopodobieństwo wystąpienia pożaru jest znacznie wyższe tam, gdzie średnia temperatura w lipcu przekracza 13,4^oC. Pomimo dużej zmienności regionalnej, skala pożarów w borealnych rejonach Ameryki Północnej rośnie od lat. Zmiany klimatyczne doprowadziły do zmiany wzorców pogodowych. Na Alasce np. ilość burz z piorunami w latach 1986-2015 wyraźnie się zwiększyła, podobnie jak same temperatury. Ryzyko pożarowe wzrosło od 34 do nawet 60%. 

Mapa po lewej: Zmiany temperatury atmosfery na Dalekiej Północy w latach 1979-2019 dla czerwca. Mapa po prawej: Zmiany Buildup Index (BUI) w latach 1979-2019 dla czerwca. BUI jest względną miarą skumulowanego wpływu dobowych czynników suszenia i opadów atmosferycznych na występowanie pożaru. Im wyższy tym łatwiej o wybuch pożaru, a także większe jego rozmiary. Poniżej przedstawione są wykresy zmian temperatur i wartości BUI dla Eurazji i Ameryki Północnej w czerwcu w latach 1979-2019. Dane: European Center Reanalysis version 5 (ERA5)

Sama specyfika roślinności regionu także ma wpływ na pożary. Tamtejsza roślinność nie jest na nie odporna, bo klimat zawsze był chłodny i wilgotny. Problem stanowi podłoże składające się łatwopalnej i rozłożonej materii organicznej, gdzie częstym elementem jest bogaty w węgiel torf. Szacuje się, że arktyczna biomasa zawiera 30-40% globalnej ilości węgla organicznego. Tak wiec spalanie materii organicznej na Dalekiej Północy ma duży wpływ na globalny obieg węgla, i może wzmacniać postępujące ocieplenie klimatu. Według Europejskiej Służby Monitorowania Atmosfery Copernicus (CAMS) pożary za kołem polarnym wyemitowały w 2020 roku 244 mln ton CO₂. Rok wcześniej było to 181 mln ton CO₂. Na przestrzeni ostatnich dekad zaobserwowano wzrost temperatur, a tym samym wzrost wskaźniku Buildup Index (BUI), którego wartość opiera się na temperaturach, wilgotności względnej i sumach opadów. 

 

W strefie tajgi ten wskaźnik odzwierciedla stopień palności materiału organicznego pod powierzchnią ziemi. W miarę jak BUI rośnie i przekracza określone progi, pożary mogą stać się intensywniejsze i rozprzestrzeniać się dużo szybciej, będąc trudniejszymi do opanowania. Z danych zilustrowanych na wykresie wynika, że BUI wzrósł w ciągu ostatnich czterech dekad, co oznacza, że obecne pożary na Dalekiej Północy, zwłaszcza na Syberii mają większą skalę niż kiedyś. 

 

Na podstawie: Arctic Report Card 2020: Surface Air Temperature, Wildland Fire in High Northern Latitudes

NOAA Arctic Report Card 2020 cz.1

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. Ostatnie lata, w tym okres od października 2019 do września 2020 to najcieplejsze lata w historii pomiarów. Sezon topnienia 2020 swoją uwagę zwrócił nie tylko na to, że było niezwykle blisko do pobicia rekordu wrześniowego minimum z 2012 roku. Także to, że w wyjątkowo szybko topił się lód na rosyjskich akwenach wodnych. Zwłaszcza na Morzu Łaptiewów. 

 

Co stwierdza raport? 

 

Temperatury w Arktyce: W okresie od października 2019 do września 2020 średnia roczna temperatura w Arktyce (obszar 60-90^oN) była drugą najwyższą w historii pomiarów, od co najmniej 1900 roku. W euroazjatyckiej części Arktyki temperatury były rekordowe, co wiązało się z falami upałów na Syberii i szybkim zanikiem lodu morskiego. Czytaj dalej

 

Zmiany w arktycznych wodach:

• Topnienie i wycofywanie się lodu morskiego wiosną 2020 było szczególnie widoczne na Morzu Łaptiewów i Wschodniosyberyjskim. Na Morzu Łaptiewów czerwcowe zlodzenie było rekordowo małe. Minimalny zasięg lodu morskiego, który ma miejsce we wrześniu, był drugim najmniejszym w historii pomiarów satelitarnych, prowadzonych od 1979 roku. Czytaj dalej
  
• Średnia temperatura powierzchni większości arktycznych wód w sierpniu 2020 roku była o około 1-3^oC wyższa od średniej 1982-2010. Przy czym wyjątkowo wysokie temperatury miały wody Morza Łaptiewów i Karskiego, co było związane z szybkim wycofywaniem się lodu morskiego i tym samym działaniem albedo. Czytaj dalej
• Latem 2020 roku produktywność pierwotna na Morzu Łaptiewów była wysoka. W lipcu dwukrotnie wyższa niż zwykle i sześciokrotnie wyższa w sierpniu. Czytaj dalej
  
• Wale (wieloryby) grenlandzkie od tysięcy lat są podstawowym źródłem pożywienia dla rdzennej ludności arktycznej. Te zwierzęta są dobrze dostosowane do życia w arktycznym ekosystemie. Co ciekawe, zanik lodu morskiego wywarł pozytywny wpływ na te ssaki morskie. Najprawdopodobniej w wyniku wzrostu produktywności wód Morza Beringa liczebność tego gatunku wzrosła w ciągu ostatnich 30 lat. Czytaj dalej
  
• W wyniku postępującego od lat zaniku lodu morskiego, wzrostu temperatur, a tym samym wzrostu intensywności sztormów zwiększyło się tempo erozji morskiego wybrzeża i tym samym wiecznej zmarzliny. Brak lodu i temperatury dają możliwość rozwoju działalności handlowej, turystycznej i wojskowej. Czytaj dalej
  

Zmiany na lądzie:

• Wyjątkowo wysokie wiosną temperatury na obszarze całej Syberii spowodowały, że czerwcowa powierzchnia śniegu była Eurazji rekordowo niska. Czytaj dalej
  Ekstremalne pożary w Jakucji latem 2020 roku zbiegły się w czasie z niezwykle wysokimi temperaturami i wcześniejszymi, rekordowymi roztopami pokrywy śnieżnej. Czytaj dalej
  
• Od 2016 roku występują duże różnice co do zakresu zieleni tundry. W Ameryce Północnej zaobserwowano gwałtowny spadek zieleni, a tym samym wegetatywności regionu. Z kolei w Eurazji zakres zieleni tundry pozostaje ponadprzeciętnie wysoki. Czytaj dalej
  
• W okresie od września 2019 do sierpnia 2020 na Grenlandii odnotowano wyższe niż zwykle straty w lądolodzie, ale znacznie niższe niż w rekordowym sezonie 2018/19.  Czytaj dalej
  
• Poza samą Grenlandią inne arktyczne lodowce wykazują straty z powodu ocieplającego się klimatu, co jest widoczne na Alasce i Archipelagu Arktycznym. Czytaj dalej
  

 

Na podstawie: NOAA Arctic Report Card 2020

 

Zobacz także: 

• NOAA Arctic Report Card 2019
• NOAA Arctic Report Card 2018
• NOAA Arctic Report Card 2017 

Raport za I połowę grudnia - szybkie zamarzanie raczej wiele nie zmieni

Warunki dla zamarzania arktycznych akwenów morskich w pierwszej połowie grudnia uległy poprawie. Dzięki działaniu stabilnego wiru polarnego znacznie spadły temperatury. To doprowadziło do szybkiego wychłodzenia się powierzchni wody i utrzymania się szybkiego tempa zamarzania. Mimo tego faktu ze względu na dość krótki czas należy mówić o pogodowej fluktuacji. Ponadto zdarzenia z minionej zimy były podobne do obecnych, a jak wiemy, w tym roku sezon roztopów omal nie zakończył się nowym rekordem. Dodatkowo grubość lodu cały czas jest fatalna, a z raportu NOAA, który zostanie przedstawiony lada dzień wynika, że minimalna objętość lodu według danych z CryoSat-2 była rekordowo mała.

 

Zobacz mapę koncentracji arktycznego lodu morskiego w tak zwanych fałszywych barwach.   

 

Zasięg i koncentracja arktycznego lodu morskiego. AMSR2, University of Bremen

Utrzymanie się dosyć szybkiego tempa zamarzania powierzchni arktycznych wód, zaowocowało znacznym pokryciem lodem wielu akwenów. Niemal w całości zamarzła Zatoka Hudsona, Morze Czukockie, ale mimo to wciąż występują obszary z dalece niedostatecznym zlodzeniem. Tak jak na Morzu Karskim czy Barentsa. Archipelag Svalbard w dalszym ciągu jest wolny od lodu. Tempo zamarzania ze względu na zmienność lokalnych warunków pogodowych i mimo wszystko wciąż ponadprzeciętnie wysokich temperatur wód nie było jednostajne. Animacja obok (kliknij, aby powiększyć) przedstawia zmiany zasięgu i koncentracji arktycznego lodu morskiego w pierwszej połowie grudnia 2020.

Zmiany tempa zwiększania/zmniejszania się zasięgu lodu morskiego w 2020 roku w zestawieniu ze zmianami z 2012, 2016 i 2019 roku oraz średniej z ostatnich 10 lat.

Tempo zamarzania arktycznych wód jak pokazuje wykres z danych JAXA, było ogólnie dość szybkie. Często jednak zwalniało poniżej średniej. 

Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2020 roku i wyszczególnienie względem wybranych lat oraz średniej 1981-2010. Wykres pokazuje zapis dziennych odczytów w 5-dniowej średniej. NSIDC

Dzięki utrzymaniu się dość szybkiego tempa zamarzania, nie zaczęły padać rekordy. Czapa polarna jest drugą najmniejszą w historii pomiarów, co powodem do radości nie jest. Chociażby z uwagi na temperatury i rozkład opadów w Polsce. 15 grudnia 2020 zasięg lodu morskiego wyniósł 11,55 mln km², to 1,22 mln km² mniej od średniej 1981-2010, czyli 9,6% różnicy. Jeśli chodzi o rekordowy dla tego okresu rok 2016, to tu różnica dla 15 grudnia wynosi jedynie 164 tys. km². Tempo zamarzania w dniach 1-15 grudnia wyniosło niecałe 110 tys. km²/dzień, średnia wieloletnia to niecałe 80 tys. km²/dzień. Mapa NSIDC obok ilustruje aktualne różnice w zlodzeniu arktycznych wód względem średniej 1981-2010.

Zasięg arktycznego lodu morskiego w 2020 roku względem lat 2005-2019 i średnich dekadowych. JAXA

Patrząc na wielkość czapy polarnej, czyli na zasięg/powierzchnię lodu morskiego, to w sumie należy mówić o swoistej próbie ratowania sytuacji, niż jej poprawie. Warunki atmosferyczne w pierwszej połowie grudnia sprzyjały zamarzaniu, ale wykres wciąż pokazuje dość smutną rzeczywistość. Mapa bok przedstawia aktualny zasięg lodu w zestawieniu z medianą lat 90. XX wieku. W latach 90. XX wieku granica lodu znajdowała się bliżej naszego kraju, temperatury w Arktyce były niższe, i można było na Święta jeździć na sankach. Dzisiaj nie można. Biorąc pod uwagę ekstrema pogodowe, jakie nawiedziły Polskę i Europę w ciągu ostatnich kilku lat, to brak możliwości jazdy na sankach jest naszym najmniejszym zmartwieniem.

Powierzchnia lodu morskiego w 2020 roku względem wybranych lat oraz jej odchylenia względem średniej 2000-2019. Dane NSIDC, wykres Nico Sun

Powierzchnia pokrywy lodowej także rośnie szybko jak zasięg, co świadczy o tym, że temperatury w Arktyce spadły. Tyle tylko, że listopadowa i wcześniej październikowa wielkość czapy polarnej nie pozwala teraz nad solidne oddalenie się od rekordowych wartości z 2016 roku. Przynajmniej na razie.

Zmiany powierzchni lodu morskiego na poszczególnych akwenach. Wipneus, dane AMSR2, University of Hamburg

Ogólnie rzecz biorąc powierzchnia lodu w pieszej połowie grudnia rosła szybko, a regionalne widać różnice. Np. na Morzu Czukockim doszło ostatnio do spadku, bo zmieniły się lokalne warunki atmosferyczne. Podobnie jak na Morzu Karskim, które do końca tego roku może w ogóle nie zamarznąć.

 

 

Odchylenia temperatur od średniej 1981-2010 w Arktyce w 2012, 2016, 2019 i 2020 roku dla 30 listopada - 14 grudnia. NOAA/ESRL

Temperatury w grudniu znacznie się obniżyły, a w takiej sytuacji spadły też odchylenia temperaturowe, które mimo to wciąż są znacznie wyższe od średniej wieloletniej. Na ponad połową Oceanu Arktycznego anomalie temperaturowe w dniach 30 listopada - 14 grudnia układały się od 1 do 6^oC powyżej średniej. Rok temu w tym przedziale czasowym w Arktyce było nieco cieplej niż w tym, co było związane z dość solidną kilkudniową adwekcją ciepła znad Oceanu Spokojnego. W całej Arktyce (60-90^oN) sytuacja temperaturowa była w sumie taka sama. Animacja obok ilustruje przemieszczanie się mas powietrza i zmiany ich temperatur w dniach 30 listopada - 11 grudnia 2020 roku. 

Zmiany średnich temperatur wokół bieguna północnego (80-90^oN) w 2019 roku względem średnich z poszczególnych dekad. DMI, grafika Nico Sun

Wir polarny i powiązana z nim cyrkulacja atmosferyczna w Arktyce spowodowały spory spadek temperatur na początku grudnia. W drugiej połowie listopada średnia temperatura wokół bieguna północnego wyniosła -14^oC, w pierwszej połowie grudnia już -22^oC. Aktualnie to -25^oC, to i tak wciąż powyżej wartości z XX wieku, co ilustruje dokładnie powyższy wykres. Wykres obok pokazuje odchylenia tzw. „stopniodni chłodu” (ang. Freezing degree days - FDD). Jeśli na przykład jednego dnia mamy temperaturę -5°C, drugiego -10°C, a trzeciego -15°C, to w ciągu tych trzech dni wskaźnik będzie przyjmował kolejno wartości 5, 10 i 15, a wartość skumulowana FDD wyniesie 30. Im wyższa ta wartość, tym bardziej mroźny mierzony sezon; im mniejsza – tym łagodniejszy. Ochłodzenie spowodowało, że krzywa na wykresie oddaliła się nieco od wartości z ekstremalnego sezonu 2016/17, ale i tak pozostaje znacznie poniżej średniej z minionych lat i dekad. 

 

 Odchylenia temperatur od średniej 1958-2002 powierzchni arktycznych wód dla 15 grudnia w latach 2014-2020. DMI

 

Temperatury powierzchni wód i tym samym ich odchylenia są podobne do tych z ostatnich kilku lat. Jednak w tym roku wyraźnie cieplejsze niż w 2019 są północne krańce Atlantyku. Znacznie cieplejsze niż w ostatnich latach są wody Morza Karskiego.

 

Grubość lodu morskiego w latach 2015-2020 dla 15 grudnia. Naval Research Laboratory, Global HYCOM

 

Ocean Arktyczny na skutek spadku temperatur szybko zamarzał w listopadzie i w pierwszej połowie grudnia. Duża część ciepła nie znalazła się więc w atmosferze, lecz w wodzie. Zamarzała tylko wierzchnia warstwa oceanu. Część tego ciepła do wiosny wydostanie się na zewnątrz, ale nie wszystko.  Tak więc w grubości pokrywy lodowej niewiele się dzieje i możliwe, że wiele się w kolejnych tygodnia dziać nie będzie. Animacja obok przedstawia zmiany, jakie miały miejsce w dniach 30 listopada - 15 grudnia. Żeby dostrzec te zmiany poza samym faktem przyrostu powierzchni, animację trzeba otworzyć w osobnym oknie i powiększyć o 70-100%.  

Pokrywa lodowa Morza Łaptiewów 15 grudnia 2020 roku. Zdjęcie wykonane jest w obrazie uzyskanym przy pomocy pomiaru tzw. temperatury jasnościowej. NASA Worldview

Pokrywa lodowa Basenu Arktycznego 15 grudnia 2020 roku. Zdjęcie wykonane jest w obrazie uzyskanym przy pomocy pomiaru tzw. temperatury jasnościowej. NASA Worldview

Niewątpliwie spadek temperatur sytuację poprawi, w jakimś stopniu na pewno. Być może dane PIOMAS w styczniu będą wyglądały w miarę dobrze, a potem w lutym, o ile nic się nie zmieni. Na obecną chwilę tak po prawdzie nie można stwierdzić, że sytuacja w Arktyce się poprawia. To raczej swoiste ratowanie sytuacji tak, aby jeszcze odsunąć w czasie megatopnienie prowadzące do rekordu. Ze względu na wzrost ilości energii w oceanach z powodu emisji gazów cieplarnianych wykształcone po drodze ujemne sprzężenia zwrotne nie będą rekordowego topnienia i całkowitego zaniku lodu w Arktyce odwlekać w nieskończoność.

Zobacz także:

• Raport za II połowę listopada - Zatoka Hudsona pomogła uniknąć wejścia na rekord, wtorek, 1 grudnia 2020 Zamarzanie powierzchni arktycznych wód w drugiej połowie listopada 2020 roku było przez chwilę bardzo szybkie.
• Raport za I połowę listopada - szybko zamarza, ale nie wszędzie, niedziela, 15 listopada 2020  
• Raport za II połowę października - przepaść, sobota, 31 października 2020