Barrow na Alasce ociepla się tak szybko, że algorytmy uznały dane za błędne

W listopadzie 2017 roku naukowcy z amerykańskiej Narodowej Administracji ds. Oceanów i Atmosfery (NOAA) zauważyli, że w miesięcznym podsumowaniu danych klimatycznych brakuje danych pomiarowych ze stacji meteorologicznej w Barrow na Alasce, najbardziej wysuniętym na północ mieście USA. Jak się okazało, algorytmy komputerowe mające wykrywać błędy pomiarowe, uznały dane z Barrow za niewiarygodne ze względu na pokazywany przez nie gwałtowny wzrost temperatury.

Rysunek 1: Stacja pomiarowa w Barrow na Alasce, w tle Ocean Arktyczny. Mike Worley/Bureau of Land Management.

W listopadzie 2017 roku średnia temperatura w Barrow wyniosła -8,2°C, czyli aż o 9,1°C powyżej średniej z okresu 1981-2010; rekordowo ciepły był też lipiec ze średnią temperaturą 7,8°C. Rośnie też temperatura średnioroczna i wszystko wskazuje na to, że pod koniec 2017 roku będzie można powiedzieć, że „osiem najcieplejszych lat w historii pomiarów w Barrow (czyli od 1920 roku) miało miejsce w ciągu ostatnich jedenastu lat.”

Rysunek 2: Średnia temperatura w okresie listopad-marzec w latach 1920-2017. Czerwone kropki oznaczają 10 najcieplejszych a niebieskie – 10 najchłodniejszych zim. Trend ocieplenia dla okresu zimowego w larach 1990-2017 odbiega wyraźnie od tego z lat 1920-1990. Rick Thoman, NOAA/NWS

Historia pomiarów w Barrow

Barrow, niedawno przemianowane na Utqiaġvik, to niewielkie miasto leżące na 71o szerokości północnej, ponad pół tysiąc kilometrów na północ od koła polarnego.

Rysunek 3: Mapa północnej części Alaski. Wikipedia

Pomiary temperatur i obserwacje pogody prowadzone są tu od wielu dziesięcioleci. Już w roku 1881, w ramach Pierwszego Międzynarodowego Roku Polarnego, dane zebrał tu Korpus Komunikacyjny armii USA (U.S. Signal Corps). W latach 1901-1920, pomiary na rzecz Narodowej Służby Pogody USA prowadzali lokalni nauczyciele, nie były one jednak ani ciągłe ani dokładne. Odpowiednie zbieranie informacji na temat warunków pogodowych umożliwiła dopiero dobrze wyposażona stacja pomiarowa utworzona w 1920 roku. Od 1950 roku obserwacji meteo dokonuje się na lotnisku Wiley Post-Will Rogers Memorial, wcześniej prowadzono je w pobliżu lotniska. Dzięki temu, że lotnisko i stacja są usytuowane na południowym skraju miasta, a przeważają wiatry wschodnie i północno-wschodnie (czyli znad obszarów niezabudowanych), wyniki są wolne od ewentualnych efektów miejskiej wyspy ciepła.

Rysunek 4: Położona kilka kilometrów od lotniska w Barrow stacja pomiarowa Climate Reference Network (CRN). Zdjęcie dzięki uprzejmości NOAA.

Rysunek 5: Barrow z lotu ptaka w 2014 roku. Zielone łąki i wolne od lodu wody Morza Beauforta i Czukockiego – takich widoków nie można tłumaczyć zakłóceniami związanymi z efektem miejskiej wyspy ciepła. Zdjęcie: Wikipedia Commons

W czerwcu 1998 roku uruchomiono nową stację pomiarową, należącą do sieci Federalnej Administracji Lotnictwa – ASOS (Automated Surface Observing System). Znajduje się ona dokładnie w tym samym miejscu, gdzie poprzednia jednostka, w której od 1977 roku mierzono temperatury.

W sierpniu 2002 roku 6 km na północny-wschód od lotniska umiejscowiono kolejną stację pomiarową - CRN (Climate Reference Network), należącą do systemu pomiarowego NOAA. Służy ona jako rezerwowa na wypadek awarii stacji ASOS.

Choć w regionie North Slope znajdują się także inne stacje, to albo ich historia pomiarowa jest krótsza, albo ulokowane są w odległości prawie 500 km od oceanu. Z tego powodu placówka w Barrow daje unikalny wgląd w zmiany zachodzące nad Oceanem Arktycznym, które mają wpływ na środowisko naturalne i życie mieszkańców Alaski. Jednocześnie wyraźnie morski klimat w tej lokalizacji (w porównaniu nawet do stacji nad Morzem Czukockim i Beauforta), utrudnia ekstrapolowanie tutejszych trendów temperaturowych na cały obszar North Slope. Jak bardzo ociepliło się w Barrow?

Rysunek 6: Ostatnie dwa lata (grudzień 2015-listopad 2017) anomalii miesięcznych temperatur względem średnich miesięcznych z lat 1981-2010. W tym okresie cztery miesiące były najcieplejsze od 1920 roku: maj i październik 2016, oraz lipiec i listopad 2017. Rick Thoman, NOAA/NWS Alaska Region.

W sytuacji stabilnego klimatu planety, dla serii pomiarowej liczącej 96 lat w związku z fluktuacjami pogodowymi powinniśmy statystycznie oczekiwać średnio czterech dni (a dokładniej 3,7) rekordowo ciepłych i czterech zimnych w roku. Jednak ostatni rekordowo zimny dzień w Barrow miał miejsce 21 grudnia 2007 roku, gdy zanotowano -41,1°C. Choć statystycznie rzecz biorąc w okresie styczeń 2008-listopad 2017 powinno być 37 dni rekordowo ciepłych i 37 rekordowo zimnych, to w rzeczywistości odnotowano 71 dni rekordowo ciepłych, lecz ani jednego dnia o rekordowo niskiej temperaturze.

Rysunek 7: Liczba dni rekordowo ciepłych i zimnych w poszczególnych dekadach. Grudzień 2007 był ostatnim miesiącem, w którym zanotowano rekordowo niską temperaturę dla konkretnego dnia roku. W tej dekadzie jak na razie takiego dnia nie odnotowano. Rick Thoman, NOAA/NWS Alaska Region.

Rok 2016 był w Barrow rekordowo ciepły: średnia temperatura roczna wyniosła -7,3oC, czyli aż o 3,9°C powyżej średniej z lat 1981-2010. Poprzednim rekordzistą był rok 1998 z anomalią temperatury +3,4°C. Z kolei 1994 rok (23 lata temu) był ostatnim, kiedy średnia roczna temperatura była niższa od średniej z lat 1981-2010.

Oto lista dziesięciu najcieplejszych lat w historii pomiarów (1921-2016) w Barrow:

Temperatury rosną nie tylko w Barrow

Dlaczego właśnie w Barrow notuje się taki silny wzrost temperatur, szczególnie pod koniec roku?

Rysunek 8: Uproszczony schemat działania albedo powierzchniowego w Arktyce.

Zimą Ocean Arktyczny pokryty jest lodem. Kiedy podczas dnia polarnego lód się topi, w miejsce jasnej powierzchni odbijającej promieniowanie słoneczne pojawia się ciemna powierzchnia morza nagrzewająca się w efekcie pochłaniania tego promieniowania. Obecnie lód u brzegów Alaski topnieje znacznie wcześniej niż kiedyś, a jesienią woda zamarza coraz później. To dlatego największe anomalie temperatury mają miejsce jesienią i zimą, w czasie sezonu zamarzania. Kiedyś w listopadzie ocean u brzegów Barrow pokryty był lodem, nad którym powietrze mogło osiągać niskie temperatury, teraz pokryty jest wodą, której temperatura bliska jest zera stopni, co zapobiega większemu spadkowi temperatury powietrza.

Rysunek 9: Mapa pokazuje zasięg i koncentracje lodu morskiego 30 listopada 2017 wg danych NOAA. Wykres przedstawia zasięg lodu morskiego Morza Czukockiego i Beauforta we wskazanym na mapie obszarze w latach 1979-2017 dla 30 listopada. Rick Thoman of the NOAA National Weather Service Alaska Region

Barrow leży na wąskim cyplu nad Oceanem Arktycznym, więc jego klimat i panująca tu pogoda uzależnione są od zmian powierzchni lodu morskiego. W listopadzie 2017 roku u północnych wybrzeży Alaski rozciągał się otwarty ocean o temperaturze bliskiej zeru (patrz też raport NSIDC na temat stanu lodu morskiego w listopadzie 2017 roku na blogu „Arktyczny Lód”).

To główna przyczyna rekordów ciepła na stacji pomiarowej w Barrow, wyznaczająca długotrwały trend związany z postępującym zanikiem lodu morskiego w Arktyce.

Hubert Bułgajewski na podst. Amazing Autumn on Alaska’s North Slope: Record Warmth, Record Low Sea Ice Extent, konsultacja merytoryczna: prof. Szymon Malinowski

Opublikowano: 2017-12-20 16:06
Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień przeglądarki oznacza akceptację polityki cookies.