Toplista

Ranking Blogów

sobota, 22 grudnia 2018

NOAA Arctic Report Card 2018 cz. 7

Roślinność w Arktyce

Najważniejsze dane:
  • Ogólnie wieloletni trend pokazuje postępujące zazielenianie się arktycznej tundry (okres obserwacji 1982-2017). Jednak są obszary, gdzie obserwuje się zjawisko brązowienia tundry, jak w regionie delty Jukon-Kuskokwin w zachodniej części Alaski, na Archipelagu Arktycznym, czy też w niektórych częściach Syberii.
  • Zieleń euroazjatyckiej tundry spadła w 2017 roku względem 2016, co było związane z wartością sezonu wegetacyjnego, towarzyszył temu duży (24,6%) spadek SWI - indeks letniego ciepła.
  • Długoterminowe trendy (1982-2016) pokazują, że North Slope, czyli północna część Alaski ulega zazielenieniu.Wszystkie wartości NDVI w 2017 roku były takie same lub większe od średnich wartości w 36-letnim okresie pomiarów. 

Roślinność, oraz wegetacja tundry dynamicznie reaguje w ostatnich latach na zmiany środowiskowe, podyktowane ocieplającym się klimatem. Zmiany te nie są stałe rok do roku i różnią się w każdym regionie, co sugeruje, że istnieją złożone interakcje pomiędzy atmosferą, głąbami, a roślinnością. Zmiany w roślinności tundry mogą mieć  wpływ na globalny budżet węgla. Część CO2 jest pochłaniana przez obszary, gdzie tundra zielenieje. Ale większe ilości tego gazu trafiają w wyniku działania pożarów tajgi i emisji metanu. Zmiany w tundrze mają wpływ na wieczną zmarzlinę, która w ostatnich latach z powodu ocieplającego się klimatu rozmarza. 

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. TI-NDIV to  zintegrowany czas - suma dwutygodniowych wartości NDVI, które odnoszą się do całkowitej wydajności wegetacji tundry.

 Okołoarktyczne trendy (% zmian, 1982-2017) w skali MaxNDVI dla 1982-2017 (po lewej), oraz  TI-NDVI (po prawej).

NDVI to wskaźnik stosowany w pomiarach teledetekcyjnych, pozwalający określić stan rozwojowy oraz kondycję roślinności. NDVI bazuje na kontraście między największym odbiciem w paśmie bliskiej podczerwieni a absorpcją w paśmie czerwonym. 

Patrząc na wieloletnie zmiany widzimy, że MaxNDVII TI-NDVI zwiększyły swoje wartości w większości obszarów arktycznej tundry. W przypadku północnej części Alaski obserwuje się wieloletni trend silnego zielenienia. Podobnie jest w innych obszarach, jak w południowej części kanadyjskiej tundry, czy centralnej Syberii. Największe efekty w zmian są widoczne w okresie szczytowej wegetacji, przypadającym na środek lata. Pokazuje to MaxNDVI  (lewa mapa) - szczytowy poziom wskaźnika NDVI związany z maksymalnym w roku rozwoju arktycznej szaty roślinnej tundry.  Jak możemy zauważyć, odnotowano spadek zieleni na zachodzie Alaski (delta rzeki Jukon-Kuskokwin, a także na Archipelagu Arktycznym, oraz w północno-zachodniej części Syberii, głównie na półwyspie Tajmyr. 


  Po lewej) MaxNDVI, po prawej) TI-NDVI dla Ameryki Północnej, Eurazji i Arktyki jako całości podczas wieloletniego monitoringu satelitarnego (1982-2017).

Biorąc pod uwagę fluktuacje w trendzie, widzimy że w 2017 roku w stosunku do poprzedniego roku wartość NDVI spadła. Dotyczy to obu indeksów dla obu regionów arktycznych i Arktyki jako całości. Spadek ten następuje od dwóch latach wzrostu. TI-NDVI w Eurazji znacznie spadł w 2017 roku, o 9,7%. - jeden z dwóch największych spadków. W przypadku Ameryki Północnej spadek wyniósł 3,9%. Wartość MaxNDVI w Eurazji spadła o 1,9%, a Ameryce Północnej o 4,2%.

Na brązowienie, czy zielenienie wpływa wiele czynników, łącznie z przebiegiem warunków pogodowych. Aby w pełni zrozumieć mechanizmy odpowiedzialne za zachowanie się obszarów tundrowych, potrzebne są dalsze obserwacje i badania.  Badania z 2017 roku pokazują, że za brązowienie tundry odpowiedzialne mogą być zmiany w pokrywie śnieżnej w okresie zimowym, brak śniegu wystawia podłoże na działania mroźnego powietrza i wysuszenie. Śnieg stanowi izolację cieplną dla gleby.



Produktywność Oceanu Arktycznego

Najważniejsze dane:

  • Obserwacje satelitarne pokazują postępujący od lat wzrost podstawowej produktywności wód arktycznych, wyraźnie widoczny w latach 2003-2018. W 2018 roku produktywność ta wzrosła względem średniej z okresu 2003-2017. Wzrost ten został odnotowany w trzech z dziewięciu badanych regionów, tj. w rosyjskich wodach Arktyki, Morzu Beringa i Morzu/Zatoce Baffina.
  • Wszystkie regiony arktycznych wód wykazują wzrost produktywności w okresie badawczy 2003-2018, z największymi zmianami w euroazjatyckiej części arktycznych wód, Morza Barentsa, Grenlandzkiego i północnego Atlantyku.
  • Zmiany w zasięgu lodu morskiego (moment wycofania się lodu na danym obszarze) mają wpływ na stężenie chlorofilu w oceanie, w tym wypadku chodzi o chlorofil A.
  • Rośnie liczba szkodliwych glonów w arktycznych wodach. Naukowcy zaobserwowali obecność w Morzu Czukockim Alexandrium catenella.

Żyjące w wodach Oceanu Arktycznego glony i fitoplankton są podstawowym źródłem produktywności oceanu. W wyniku działania fotosyntezy przekształcają rozpuszczony w oceanie dwutlenek węgla w materiał organiczny. Stanowi to podstawę istnienia łańcucha pokarmowego. Zmiany zachodzące w Arktyce mają wpływ na produktywność oceanu.

Na podstawie obserwacji satelitarnych, pokazujących zmiany w barwie oceanu, można określić, jak wygląda nagromadzenie chlorofilu A, a także mikroorganizmów żyjących w wodzie morskiej, jak plankton. Poniższe wyniki przedstawiają sytuację tam, gdzie koncentracja lodu morskiego jest niższa niż 15%. 

Występowanie chlorofilu w Oceanie Arktycznym
Poniższe zestawienie map pokazuje rozkład odchyleń stężenia chlorofilu A ( organiczny związek chemiczny z grupy chlorofili) w 2018 roku dla poszczególnych miesięcy.



 kliknij, aby powiększyć

Średnie w skali danego miesiąca stężenie chlorofilu A w 2018 roku dla maja, czerwca i lipca. Stężenie wyrażone jest jako procent od średniej z lat 2003-2017. MODIS-Aqua Reprocessing 2014.0, OC3


kliknij, aby powiekszyć
 Odchylenia koncentracji lodu morskiego (%) w 2018 roku względem okresu 2003-2017 dla maja, czerwca i lipca. SSM/I, SSMIS, Goddard Bootstrap (SB2)

Ilość znajdującego się w oceanie chlorofilu A, jego stężenia zależy do tego, kiedy dany obszar uwolnił się od lodu. Dlatego też załączone zostały mapy koncentracji lodu morskiego dla miesięcy, w których przeprowadzone zostały obserwacje. Najbardziej znaczące dodatnie anomalie w 2018 roku miały miejsce w maju i czerwcu. Występowały stosunkowo wysokie ilości chlorofilu A w północnej części Morza Barentsa, wokół Svalbardu i wzdłuż przybrzeżnego lodu grenlandzkiego. Dodatkowo wysokie anomalie miały miejsce w czerwcu na Morzu Beringa.  


kliknij, aby powiększyć
Średnie stężenie chlorofilu w arktycznym rejonie Pacyfiku w czerwcu 2018 roku. Wartość wyrażona jako procent od średniej z lat 2003-2017. Biały prostokąt oznacza miejsce obserwacji (DBO). Wykres obok przedstawia zmiany średnich stężeń chlorofilu w dla poszczególnych lat w miejscu badawczym oznaczonym na mapie białym prostokątem.

Warto zwrócić też na wysokie ilości chlorofilu A na Morzu Beringa, które w coraz większym stopniu jest wolne od lodu. W niektórych miejscach stężenie chlorofilu jest 4-5 razy większe od średniej. Z danych Distributed Biological Observatory wynika, że duże nagromadzenie chlorofilu pojawia się już w marcu. Dawniej zjawisko to nie zachodziło, bo akwen pokrywał lód. Szczyt miał miejsce w czerwcu, nawet 500% powyżej średniej 2003-2017.

Produktywność w oceanie
Stężenie chlorofilu A pozwala oszacować wielkość biomasy glonów morskich. Wskaźnik produkcji pierwotnej (produkcja węgla za pomocą fotosyntezy w oceanie) jest obliczana przez połączenie stężenia chlorofilu A z temperaturą wody, katem padania promieni słonecznych i stopniem mieszania wód.


kliknij, aby powiększyć

Produktywność pierwotna w latach 2003-2018 od marca do września w dziewięciu rożnych regionach Arktyki i jej okolic, oraz średnia dla wszystkich regionów.

Szacunki dotyczące produktywności w wodach Arktyki dla dziewięciu regionów i średniej dla tych regionów wskazują na kontynuację trendu. W 2018 roku miała miejsce ponadprzeciętna produktywność w trzech z dziewięciu badanych regionów arktycznych wód, co przedstawia powyższe zestawienie wykresów. Wyraźny wzrost na przestrzeni lat miał miejsce w rosyjskich wodach Arktyki, Morzu Barentsa, Grenlandzkim i w północnym Atlantyku. Największy wzrost wystąpił w wodach Morza Barentsa, to 12,85 gramów węgla organicznego rocznie na metr kwadratowy, wzrost o 24,4% w całym okresie badawczym. 


Szkodliwe zakwity glonów
Wiemy, że wzrost temperatur oznacza ocieplanie się oceanów i szybsze topnienie lodu w Arktyce. Zaistniała sytuacja ma wielki wpływ na przyrodę, w tym życie morskie. Jedną z obserwowanych zmian są migracje. Zmianą, która niepokoi naukowców jest nie sytuacja niedźwiedzi polarnych a przypadku pojawiania się szkodliwych zakwitów glonów. Dane zebrane w ciągu ostatniej dekady pokazują, że mające toksyczne właściwości gatunki glonów są obecne w arktycznym środowisku morskim. Obecnych w ilościach uważanych za niebezpieczne dla tamtejszego życia morskiego. Naukowcy twierdzą, że problem ten w przyszłości się nasili.  


 Rozkład przestrzenny Alexandrium catenella w wodach Morza Czukockiego udokumentowany podczas badań w 2009 roku.

Naukowcy zaobserwowali obecność glonu Alexandrium catenella w wodach Morza Czukockiego. Pierwszy raz zaobserwowane te glony w 2009 roku. Te toksyczne glony, które są niebezpieczne dla człowieka zwykle występują u zachodnich wybrzeży Ameryki Północnej, Australii czy Japonii.  

Należy oczekiwać, że w przyszłości, w miarę ocieplenia się arktycznych wód, liczba takich organizmów jak Alexandrium catenella stanie się większa.


Na podstawie: Arctic Report Card 2018: Tundra Greenness, Arctic Ocean Primary Productivity

13 komentarzy:

  1. https://www.rdc.pl/informacje/globalne-ocieplenie-postepuje-wiemy-ze-najblizsza-epoka-lodowcowa-nie-nastapi-posluchaj/

    Kto z was zgadza się z tym artykułem? Reklamowany przez stronę nauka o klimacie...

    Dla mnie jest to mega ośmieszenie powoływać się na tak nierzetelne artykuły ..
    Bałtyk cały w glonach jak tempetura wzrośnie o 8 stopni :) :) ludzie przecież jest wiadome że Bałtyk przy takim wzroście nie będzie w glonach .. Przecież to jest łatwe to wyjaśnienia dla zwykłego człowieka, a naukowiec tego nie wie?? Proszę o wasze opinie .

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Akurat z Bałtykiem ma rację, bo jest on bardzo zanieczyszczony i nawet przy obecnej temperaturze są miejsca beztlenowe. Przy wzroście o kilka stopni całkiem umrze, bo tlenu juz będzie za mało. Jedyny ratunek to zwiększenie wymiany wód z Atlantykiem, co będzie łatwe jak nam się o kilka metrów podniesie poziom oceanów ;) Co do reszty to słaby artykuł o niczym kierowany do ludzi o umiarkowanej wiedzy.

      Usuń
    2. Ten komentarz został usunięty przez autora.

      Usuń
  2. Strona nauka o klimacie jest mega jednostronna jeśli chodzi o zmiany klimatyczne ... Dlaczego?

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Niestety artykuł nędzny. Pomijam oczywiste pomyłki typu: "najcieplejsza była Ziemia 5 tys. lat temu"
      Ocieplenie będzie miało negatywny wpływ na ludzkość. Wiąże się to z tym, że człowiek dużo lepiej potrafi sobie radzić z temp. za niską niż za wysoką. Przyroda będzie ociepleniem zachwycona.

      Usuń
  3. Początek zimy a na Morzu Beringa już taki zasięg lodu jak maksymalny zeszłej zimy/wiosny. Będzie ciekawie.

    OdpowiedzUsuń
  4. Gdyby faktycznie co2 odgrywało tak ważną rolę to taka sytuacja nie miała by już miejsca....

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Dark - to nie CO2 Cie grzeje bezpośrednio, tylko kumuluje energie z czasem ze strat na emisję w wąskim paśmie podczerwieni. Opisowo - jak być był wyziębiony i w T-Shircie przy -5 stopniach, to nie zrobi Ci się nagle ciepło po założeniu kurtki, tylko musi minąć kilka godzin. Tak samo jest z ziemią, która będzie się ogrzewać jeszcze setki lat. Swoją drogą zmiany są już teraz duże - przez erą industrialną dzieliło nas 5 stopni globalnie do epoki lodowcowej, a efekt cieplarniany w 150 lat ocieplił nam klimat o ponad 1 stopnien - to cholernie dużo i tylko początek.

      Usuń
    2. Tak ale też teraz mamy minimum słoneczne które potrwa jeszcze 1-2 lata jak nie 30 lat... A wtedy ten co2 będzie dla nas zbawienny .

      Usuń
    3. Jest jak Bart napisał. Należy się dziwić, że obecny efekt cieplarniany już wystąpił. To tak jakbyś tuż po założeniu kurtki nie tylko przestał się trząść ale zrobiło się od razu ciepło.
      Efekt stężenia CO2 na poziomie ponad 400 ppm. to proces, który będzie widoczny w przeciągu kilku stuleci, nawet jeśli teraz cały świat przeszedłby na gospodarkę zeroemisyjną.

      Usuń
    4. Tak gdzieś czytałem że całkowite wyrównanie temperatury do wysokości co2 trwa podobno do 1000 lat.... Wychodzi na to że praktycznie klimat nie powinien jeszcze zauważyć wzrostu co2 w atmosferze :) może ten z początku 20 tego wieku ale wtedy emisja była znikoma... Za naszego życia to znaczy w tym stuleciu prawdopodobnie człowiek poradzi sobie już z emisja co2 do atmosfery, a kolejne stulecie to będzie już wychwytywanie co2 z atmosfery o ile w ogóle będzie taka potrzeba

      Usuń
    5. 1000 lat,to chyba dotyczy oceanów,gdy pojemność cieplna każdego m3 wody,jest około 3400 razy większa,aniżeli pojemność cieplna powietrza.
      Powietrze powinno się chyba, zdecydowanie szybciej ogrzewać,przy tak gigantycznej różnicy w pojemności cieplnej wody,i powietrza.
      Może zatem będzie tak,że temperatura powietrza,podniesie się o 8 stopni ,a ocean będzie mocno opóźniony w nagrzewaniu,i nie stopi się tyle lodu,ile powinno przy tej temperaturze.
      Teraz dajmy na to,słyszałem od Michała,że temperatury powietrza,są takie jak w okresie emskim(chyba nic nie pomyliłem z okresem)-tylko lód,nie zdążył się jeszcze stopić.
      Gorąco pozdrawiam.

      Usuń
    6. Arek - obecnie jest jak na początku Holocenu w najcieplejszym okresie. Szczyt interglacjału eemskiego to jeszcze 1,5 stopnia ciepłej.

      Usuń