Oceany i kriosfera w zmieniającym się klimacie - specjalny raport IPCC

Poziom morza rośnie ponad 2 razy szybciej niż w XX wieku, topnienie lodowców i lądolodów przyśpiesza, nasila się zakwaszanie oceanu. Te i inne zmiany zachodzące w związku ze zmianą klimatu w oceanach i kriosferze wpływają na krajobraz ale także na dostęp do żywności, wody i pogodę. Z konsekwencjami muszą radzić sobie nie tylko mieszkańcy terenów przybrzeżnych czy wysokogórskich.

Rysunek 1: Domostwo doświadczające skutków narastającej erozji przybrzeżnej związanej ze wzrostem poziomu morza. Zdjęcie wykonane przez pracownika rządu Kiribati za Wikimedia (licencja CC BY 3.0).

25 września 2019, przy okazji szczytu Organizacji Narodów Zjednoczonych w Nowym Jorku, odbyła się premiera „Specjalnego raportu Międzyrządowego Zespołu ds. Zmiany Klimatu o oceanach i kriosferze w zmieniającym się klimacie”. To trzeci z raportów specjalnych, które zaplanowano w ramach przygotowywania szóstego raportu podsumowującego (poprzednie dotyczyły ocieplenia o 1,5ºC oraz systemów lądowych). Nad dokumentem pracowało 104 specjalistów z 36 krajów a do przeczytania i podsumowania mieli 6981 artykułów opublikowanych wcześniej w recenzowanych czasopismach naukowych. W raporcie przedstawiono zagadnienia związane z zanikiem lodu morskiego, lodowców i lądolodów, wzrostem poziomu morza, stanem morskich ekosystemów, topnieniem wieloletniej zmarzliny oraz zmianami zachodzącymi w rejonach wysokogórskich. Czemu nas one tak interesują? Jak tłumaczy przewodniczący IPCC, profesor Hesung Lee

Otwarte morze, Arktyka, Antartyka i obszary wysokogórskie mogą wydawać się wielu odległe, ale w rzeczywistości mają na nas duże znaczenie. To co się tam dzieje bezpośrednio i pośrednio wpływa na pogodę i klimat, dostęp do żywności i wody pitnej, możliwości produkcji energii, handel, transport, rekreację i turystykę, zdrowie i dobrostan społeczeństw, ich kulturę i tożsamość.

Lodów coraz mniej, oceanu coraz więcej

Dla osób śledzących, co dzieje się z ziemskim krajobrazem nie będzie zaskoczeniem, że jeśli chodzi o lodowce i lądolody, w raporcie odnotowano poważne spadki ich masy. Jak podsumują naukowcy, w latach 2006-2016 Grenlandia traciła średnio 278 ± 11 Gt/rok (przede wszystkim w wyniku topnienia powierzchniowego), Antarktyda 155 ± 19 Gt/rok (głównie w wyniku spadku grubości i cofania się lodowców wyprowadzających), a lodowce górskie świata liczone razem 220 ± 30 Gt/rok. Szczególnie niepokojący jest fakt, że topnienie lądolodów przyśpiesza: na Grenlandii było w ostatniej dekadzie dwukrotnie wyższe niż w poprzedniej na Antarktydzie – trzykrotnie. W przypadku południowej czapy lodowej niepokojące jest przyśpieszenie spływu lodowców rejonu Morza Amundsena i Ziemi Wilkesa, które może stanowić początek nieodwracalnych zmian (więcej przeczytasz o nich w artykułach Rozpad lądolodu Antarktydy Zachodniej nieunikniony oraz Antarktyda jak butelka – szybko się opróżnia po odkorkowaniu).

Rysunek 2: Lodowiec Collinsa w Antarktyce podmywany coraz cieplejszymi wodami oceanu. Zdjęcie Eskinder Debebe, Organizacja Narodów Zjednoczonych (licencja CC BY-NC-ND 2.0).

Naukowcy przewidują, że do połowy XXI wieku lodu wciąż będzie ubywać i wciąż coraz szybciej. Co później? To zależy od naszych decyzji. Szybkie ograniczenie emisji gazów cieplarnianych z dużym prawdopodobieństwem zahamuje dalsze „odchudzanie” lądolodów, z kolej utrzymanie wysokich emisji pogorszy sytuację.

Woda wytapiająca się z lodowców i lądolodów oczywiście nie znika z systemu klimatycznego Ziemi. Przyczynia się natomiast do wzrostu poziomu morza. Dodatkowo, wraz ze wzrostem temperatury oceanu (który pochłania ponad 90% energii gromadzącej się na naszej planecie w związku z globalnym ociepleniem) zgromadzona w nim woda zwiększa swoją objętość. Tempo nagrzewania się oceanu prawdopodobnie wzrosło od roku 1993 dwukrotnie. Coraz szybciej rośnie również średni poziom morza: w latach 2006-2015 odbywało się to w tempie ok. 3,6 mm/rok, podczas gdy w latach 1901-1990 średnio 1,4 mm/rok, czyli 2,5 raza wolniej.

Tak jak się tego spodziewano, projekcje przyszłych zmian poziomu morza są w Specjalnym raporcie IPCC bardziej pesymistyczne niż w ostatnim raporcie podsumowującym: przy założeniu szybkich cięć w emisjach gazów cieplarnianych, pod koniec XXI wieku możemy spodziewać się wzrostu o 30-60 cm (względem okresu 1986-2005) a w przypadku utrzymania wysokich emisjii - o 60-110 cm. Jak przeczytacie szerzej w naszym artykule Sekrety poziomu morza, wzrost poziomu morza nie wszędzie zachodzi w tym samym tempie, są miejsca w których zachodzi dużo szybciej.

Rysunek 3: Sfragmentowany lód morski unoszący się na falach Oceanu Arktycznego. Zdjęcie satelitarne pobrane ze strony NASA EOSDIS Worldview.

Globalnie zanika również lód morski, za co odpowiada przede wszystkim spadek jego zasięgu w Arktyce (w Antarktyce trend nie jest na razie istotny statystycznie). Zmiany we wrześniowym, czyli minimalnym na przestrzeni roku, zasięgu północnej czapy lodowej prawdopodobnie nie mają precedensu przynajmniej w ostatnim tysiącu lat. To zjawisko może wydawać się odległe, ale ma znaczenie również dla nas – zasięg lodu w Arktyce wpływa na pogodę w Polsce, co opisujemy dokładniej w tekście Anomalie pogodowe, Arktyka i prąd strumieniowy).

Więcej oceanu, ale mniej ryb

Zmiany zachodzące w oceanach i kriosferze negatywnie odbijają się na wielu gatunkach roślin oraz zwierząt. Szczególnie zagrożone są te związane z obszarami wysokogórskimi i polarnymi ze względu na zmniejszanie oraz przekształcanie terenów zdatnych dla nich do życia. Prognozy dla północy Ziemi wskazują, że nawet połowę obszaru arktycznej tundry mogą do 2050 roku zająć krzewy i drzewa, a tajga będzie zamierać na południowym krańcu swojego zasięgu. Dodatkowo na tych obszarach znacząco wzrośnie ilość pożarów. To, wraz ze zmianami w oceanie spowoduje, że coraz mniej miejsca będzie dla zwierząt przystosowanych do warunków panujących w Arktyce - dotyczy to zarówno morskich ssaków jak i ptaków czy ryb. Podobnej sytuacji naukowcy spodziewają się w Antarktyce, gdzie kryl – podstawowe pożywienie pingwinów, fok i wielorybów - zmniejszy zasięg swojego występowania nawet w scenariuszach ograniczenia emisji gazów cieplarnianych.

Zmiany widoczne są już zresztą teraz. Od roku 1950 wiele gatunków organizmów morskich zmieniło obszar zamieszkania, a tempo przesuwania granic tych obszarów w kierunku biegunów wynosi około 50 km na dekadę w przypadku gatunków żyjących w górnych 200 m wody. Na tą sytuację wpływ miało zarówno ocieplanie oceanu, jak i zmiany zasięgu lodu morskiego oraz zmiany biochemiczne takie jak np. ubytek tlenu w wodzie (patrz też Globalne ocieplenie, prądy morskie i życie w oceanach). Przesuwanie zasięgów powoduje modyfikację składu gatunkowego czy ilości osobników na danym obszarze, przez co zaburzeniu ulegają struktura i funkcjonowanie wielu ekosystemów. Ma to wpływ (wraz z przełowieniem) chociażby na rybołówstwo, a sytuacja według prognoz będzie się pogarszać, szczególnie w regionach tropikalnych. Szacunki dla całego globu mówią o spadku całkowitej biomasy morskich zwierząt do końca XXI wieku (w stosunku do lat 1986-2005) o ok. 15%, a maksymalna ilość możliwych do złowienia ryb o 20-25% w przypadku scenariusza „Biznes-jak zwykle”.

Rysunek 4: Maksymalny potencjał połowu. Po lewej wyniki obserwacji z lat 1986-2005, po prawej przewidywane miany procentowe do okresu 2081-2100 w scenariuszu ograniczeń emisji (RCP2.6) oraz "biznes-jak-zwykle" (RCP8.5). Obszary zakreskowane oznaczają brak zgodności pomiędzy projekcjami przygotowanymi z użyciem różnych modeli. Wartości zmian w rejonach arktycznym i antarktycznym charakteryzują się dużą niepewnością. Projekcje nie uwzględniają interewencji innych niż te związane ze zmianą klimatu i cyklami biogechemicznymi. Źródło: IPCC.

Podtrzymania funkcjonowania morskich ekosystemów nie ułatwia fakt, że od lat osiemdziesiątych ocean pochłonął 20-30% naszych całkowitych emisji dwutlenku węgla, co prowadzi do jego zakwaszania. Przy braku zdecydowanej redukcji emisji zjawisko to będzie się nasilać, a już dziś powoduje w przypadku niektórych organizmów problemy z pozyskiwaniem węglanu wapnia do budowy muszelek czy pancerzyków (więcej na ten temat w naszym niedawny artykule Szybki cykl węglowy, część 2: węgiel w oceanach). Ten negatywny wpływ, wraz ze zmniejszaniem ilości tlenu rozpuszczonego w wodzie, widoczny jest obecnie np. w przypadku organizmów żyjących w niezwykle produktywnych strefach wznoszenia wód głębinowych związanych z prądem Kalifornijskim i Humboldta.

 

Rysunek 5: Ocena zagrożeń dla ekosystemów przybrzeżnych i oceanicznych na podstawie zaobserwowanego i przewidywanego wpływu wywieranego przez zmianę klimatu na strukturę, funkcjonowanie i bioróżnorodność ekosystemów. Efekty i zagrożenia przedstawiono w odniesieniu do zmiany średniej globalnej temperatury powierzchni względem okresu przedprzemysłowego. Ponieważ zależą one od średniej globalnej temperatury powierzchni morza (Sea Surface Temperature, SST), przedstawiono także odpowiednie wartości SST. Szczegóły oceny zmiany poziomu ryzyka przedstawiono w 5 rozdziale raportu (części 5.2, 5.3, 5.2.5 i 5.3.7), materiałach uzupełniających do raportu (SM5.3) i innych częściach. Wykres przedstawia ryzyka związane z poszczególnymi poziomami ocieplenia klimatu oraz wzrost związanych z ociepleniem zagrożeń dla oceanu: ocieplenia, zakwaszenia i odtlenienia wody, wzmocnienia uwarstwienia, zmian w przepływach węgla, wzrostu poziomu morza, wzrostu częstości lub nasilania zjawisk ekstremalnych. Podsumowanie bierze pod uwagę naturalne zdolności adaptacyjne ekosystemów, ich narażenie i podatność. Poziomy efektów i ryzyk nie uwzględniają zmniejszenia ryzyka związanego z podejmowaniem przez ludzi działań innych niż związane z klimatem. Ryzyka dla ekosystemów oceniono, uwzględniając aspekty biologiczne, biogeochemiczne, geomofrologiczne i fizyczne. Wyższe ryzyka związane z połączonym działaniem zagrożeń klimatycznych obejmują straty habitatów i bioróżnorodności, zmiany w składzie i zasięgu występowania gatunków, oraz efekty/ryzyka dla struktury i funkcjonowania ekosystemów, łącznie ze zmianami w masie i zagęszczeniu roślin i zwierząt, produktywności, przepływów węgla i transporcie osadów. Źródło: IPCC.

Niepokojącym zjawiskiem, o którym wspomina raport, są morskie fale gorąca, które podobnie jak te na lądach stają się coraz częstsze i coraz bardziej dolegliwe. Ich ofiarą padają tropikalne rafy koralowe. Od 1997 roku obserwuje się coraz bardziej rozległe epizody wybielania raf, wydłuża się także czas (do około 15 lat) potrzebny do tego by rafa mogła się „odnowić” (jeśli w danym przypadku w ogóle jest to możliwe). Zwiększenie częstotliwości morskich fal upałów uniemożliwia poprawę stanu rafy przed kolejnym epizodem wybielania co w konsekwencji prowadzi do jej całkowitego zamarcia. Prognozy wskazują, że na koniec wieku fale morskich upałów będą pojawiały się 50 razy częściej w stosunku do czasów preindustrialnych dla scenariusza „biznes jak zwykle” i „jedynie” 20 razy częściej dla scenariusza dużej redukcji emisji (RCP 2.6). Do tego ich intensywność dla scenariusza „biznes jak zwykle” zwiększy się 10 razy, a regionami, które najmocniej zostaną dotknięte tym zjawiskiem są wody w regionach tropików i Arktyki. Te informacje skłoniły naukowców do wniosku że nawet jeśli ograniczymy wzrost temperatury do 1,5 stopnia to i tak prawie wszystkie tropikalne rafy koralowe ulegną zagładzie. Widać więc, że każdy ułamek stopnia może mieć ogromne znaczenie dla zachowania tych niezwykłych ekosystemów.

Rysunek 6: Rafa koralowa Zdjęcie Glenn Edney za GRID Arendal (licencja CC BY-NC-SA 2.0)

Zdecydowane działania mitygacyjne pozwolą także zachować inne ekosystemy takie jak łąki traw morskich czy słone bagna. Do roku 2100 może zniknąć, w zależności od poziomu morza i lokalnych warunków, 20-90% obszarów wodno-lądowych na wybrzeżach. Te obszary mają znaczenie nie tylko jako pewnego rodzaju bufory zabezpieczające wnętrze lądu przed np. wezbraniami sztormowymi. Niejednokrotnie są także bogatymi magazynami węgla organicznego. IPCC szacuje, że odtwarzanie namorzyn, łąk podwodnych czy zabagnień może pozwolić na dodatkowe pochłanianie ok. 0,5% globalnych emisji gazów cieplarnianych rocznie, a ich ochrona zapobiegać uwalnianiu przez nie dwutlenku węgla, przy dodatkowych korzyściach takich jak ochrona wybrzeży, poprawa jakości wody, tworzenie korzystnych siedlisk dla ryb czy zwiększanie bioróżnorodności. Hans-Otto Pörtner, wiceprzewodniczący II Grupy Roboczej IPCC podsumowuje:

Ograniczanie emisji gazów cieplarnianych zmniejszy nasz wpływ na ekosystemy morskie, które dostarczają nam pożywienia, wspierają nasze zdrowie i kształtują kulturę. Redukcja presji wywieranej przez np.: zanieczyszczenia pozwoli w jeszcze większym stopniu pomóc morskim organizmom radzić sobie ze zmianami w ich środowisku […]. Działania polityczne np. zarządzanie połowami czy tworzenie morskich obszarów chronionych umożliwią społecznościom lepszą adaptację i zmniejszą zagrożenia dla źródeł utrzymania.

Rysunek 7: Łąka morska, zdjęcie: Dimitris Porsanidis za GRID Arendal (licencja CC BY-NC-SA 2.0)

Nie wszystko stracone

Raport wskazuje, że szybkie redukcje emisji gazów cieplarnianych, ochrona i odbudowa ekosystemów i staranne planowanie wykorzystania zasobów naturalnych umożliwią utrzymanie „usług”, jakich dostarczają nam oceany i kriosfera. Jak podkreśla Hoesung Lee:

Jeśli szybko zredukujemy emisje [gazów cieplarnianych] konsekwencje dla ludzi i ich możliwości utrzymania się wciąż będą poważne, ale potencjalnie możliwe do opanowania przez tych, którzy będą na nie najbardziej narażeni.

Wymaga to jednak zdecydowanych działań.

Zatrzymane ocieplenia dużo poniżej 2ºC względem epoki przedprzemysłowej będzie możliwe tylko jeśli wprowadzimy bezprecedensowe zmiany we wszystkich aspektach funkcjonowania społeczeństwa, z uwzględnieniem energetyki, gospodarki rolnej, rozwiązań urbanistycznych i infrastrukturalnych oraz przemysłu.

Ambitne polityki klimatyczne i redukcje emisji [gazów cieplarnianych] niezbędne do wypełnienia postanowień Porozumienia paryskiego przyczynią się także do ochrony oceanu i kriosfery a w rezultacie podtrzymania życia na Ziemi

- tłumaczy dr Debra Roberts, współprzewodnicząca II grupy roboczej IPCC.

Podsumowanie raportu i inne materiały znajdziecie na stronie IPCC.

Anna Sierpińska i Aleksandra Kardaś

Opublikowano: 2019-09-26 10:25
Tagi

IPCC ocean skutki zmiany klimatu biosfera

Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień przeglądarki oznacza akceptację polityki cookies.