Odtajnione zdjęcia szpiegowskie i lodowce w Himalajach

Od końca XX wieku tempo topnienia lodowców Himalajów podwoiło się. Porównując współczesne dane satelitarne z odtajnionymi zdjęciami wykonanymi przez amerykańskie satelity szpiegowskie w czasach zimnej wojny, naukowcy stworzyli nadzwyczaj dokładny obraz tego, jak w ciągu ostatnich 40 lat zmieniła się ilość lodu na „trzecim biegunie”. Wyniki analizy pokazują, że w latach 2000-16 Himalaje traciły średnio 8 mld ton lodu rocznie, podczas gdy nie tak dawno - w latach 1975-2000 - utrata lodu wynosiła średnio 4 mld ton rocznie. Główną przyczyną przyspieszającego topnienia lodu jest wzrost temperatury powierzchni Ziemi.

Rysunek 1: Jeden z lodowców Himalajów, zdjęcie Davide Zanchettin (licencja CC BY-NC 2.0)

„Trzeci biegun” i jego znikające lodowce

Himalaje to najwyższe pasmo górskie świata. Ich lodowce, którym poważnie zagraża zmiana klimatu, są źródłem rzek, z których korzystają prawie dwa miliardy ludzi (m.in. w Indiach, Chinach i Pakistanie). Od lat 1970 lodowce Himalajów i Hindukuszu straciły 15% swojej masy i będą ją dalej tracić, w tempie zależnym od realizowanego scenariusza emisji gazów cieplarnianych i związanego z nim ocieplania się klimatu.

Rysunek 2: Projekcje zmiany masy lodowców w górach Azji Centralnej i Południowej oraz łącznie dla wszystkich regionów (panel p). Pokazana jest prognozowana utrata masy lodowców w czterech scenariuszach emisji RCP (od najłagodniejszego RCP2.6 po Biznes-jak-zwykle RCP8.5, patrz opis scenariuszy RCP), w ustabilizowanych warunkach obecnego klimatu (lodowce też powoli topnieją, dostosowując się do obecnych warunków, cieplejszych niż we wcześniejszych stuleciach) oraz wzrostu średniej globalnej temperatury o 1,5°C do 2100 roku. Przedziały niepewności uwzględniają zakres niepewności zarówno modelowania klimatu jak i zachowania lodowców. Źródło (The Hindu Kush Himalaya Assessment, 2019).

Zdjęcia z satelitów szpiegowskich z czasów zimnej wojny na pomoc badaczom

Dokładność modeli wykorzystywanych do prognozowania dalszych losów lodowców sprawdza się, porównując wyniki symulacji dla lat minionych z zachowaniem lodowców znanym z obserwacji.

Dotarcie do odległych lodowców i regularne pomiary ich bilansu masy są nadzwyczaj uciążliwe, jednak ich stan możemy obserwować na bieżąco dzięki pomiarom satelitarnym. Z pomocą w badaniu długoterminowych trendów przychodzą archiwalne zdjęcia wykonywane przez satelity szpiegowskie z czasów zimnej wojny. Za pomocą kamer teleskopowych robiły one zdjęcia powierzchni Ziemi, a następnie zrzucały kapsuły z filmami nad Oceanem Spokojnym, gdzie były one podejmowane przez armię amerykańską. Te zdjęcia są obecnie odtajniane i mogą je wykorzystywać naukowcy. Bazując na tym materiale z okresu 1973-1980, grupa badaczy przeprowadziła i opublikowała w czasopiśmie Science Advances kompleksową analizę zmian stanu 650 największych lodowców liczącego 2000 km pasma górskiego od Himalajów do Hindukuszu, zawierających 55% całości lodu w regionie. Obrazy archiwalne zestawiono z aktualnymi, wykonanymi przez należącego do NASA satelitę Terra (Maurer i in., 2019).

 

Rysunek 3. Zestawienie zdjęć regionu na granicy Indii i Nepalu wykonanych w 1975 i 2007 roku, pokazujące zmiany grubości lodowców. Źródło Josh Maurer/LDEO.

Co więcej, mając co najmniej dwa zdjęcia terenu wykonane pod różnym kątem (czyli stereoskopowe), można za pomocą algorytmów komputerowych wykonać jego trójwymiarowy model. Dzięki dostępności wielu regularnie wykonywanych zdjęć, badaczom udało się wykonać modele 3D pokazujące, jak rok po roku zmieniały się badane lodowce. Z rezultatami modelowania, wraz z „obracalnymi” modelami 3D, można zapoznać się na stronie Lamont-Doherty Earth Observatory Uniwersytetu Kolumbii.

Pomiary topnienia

Rysunek 4 pokazuje mapę objętych badaniem lodowców (góra) oraz dwa wykresy ukazujące roczny bilans masy lodu dla każdego lodowca w latach 1975-2000 (środek) i 2000-16 (dół), czyli tempo ich topnienia lub przyrastania (więcej na ten temat przeczytasz w blogu Glacjoblogia). To, czy w danym roku lodowiec przybierze na masie czy też straci, zależy z jednej strony od tego, ile śniegu spadnie na niego zimą, a z drugiej – ile śniegu i lodu stopnieje latem. Ujemny bilans masy (wartości mniejsze od zera) oznacza spadek masy lodowca.

Rysunek 4. Mapa objętych badaniem lodowców (góra) oraz dwa wykresy ukazujące średnie roczne tempo utraty masy lodu dla każdego lodowca w latach 1975-2000 (środek) i 2000-16 (dół), wyrażone w metrach ekwiwalentu wody rocznie. Rozmiary kół są proporcjonalne do wielkości lodowca, a kolor jest używany do wskazania, czy lodowiec jest pokryty rumoszem (czarny), wolny od niego (niebieski) czy kończy się w jeziorze lodowcowym (czerwony). Źródło (Maurer i in., 2019). Obecność rumoszu może mieć wpływ na tempo topnienia lodowców, o czym można przeczytać w artykule Co się dzieje w Karakorum?. Uwaga: badanie nie uwzględnia lodowców w Karakorum, gdzie masa niektórych lodowców nie tylko nie spada, lecz czasem wręcz przyrasta – więcej na ten temat można przeczytać w artykule n/t. Karakorum.

Jak pokazują wyniki analizy, większość lodowców Himalajów coraz szybciej traci masę. W latach 1975-2000 lodowce w tym rejonie traciły rocznie warstwę odpowiadającą około 25 cm wody, po 2000 roku tempo topnienia podwoiło się, sięgając aż pół metra ekwiwalentu wody rocznie. Sumarycznie lodowce Himalajów w pierwszym okresie traciły ok. 4 mld ton rocznie, w drugim zaś 8 mld ton.

Przyczyny topnienia, zgodność z prognozami i wnioski na przyszłość

Topnienie lodu wymaga dostarczenia mu odpowiednio dużo energii. Aby lodowce Himalajów kurczyły w zaobserwowanym tempie, temperatura w okresie okresu 2000-2016 musiałby być o 0,4-1,4°C wyższa niż w latach 1975-2000. Jest to zgodne z obserwowanym wzrostem temperatury w regionie, który wyniósł w tym czasie ok. 1°C. Co więcej, lodowce w całym łańcuchu górskim cofają się w zbliżonym tempie. Oznacza to, że przyczyną obserwowanych zmian nie mogą być czynniki charakteryzujące się silną lokalną zmiennością, takie jak zmiany opadów oraz ekspozycja na sadzę, która, osiadając na śniegu, przyspiesza jego topnienie w promieniach Słońca.

Wyniki obserwacji są zgodne z przewidywaniami modeli klimatycznych, co upewnia nas, że możemy wykorzystać je do prognozowania przyszłości. W przypadku ograniczenia wzrostu globalnej średniej temperatury do 1,5°C powyżej poziomu sprzed epoki przemysłowej, lodowce Himalajów i Hindukuszu do 2100 roku skurczą się średnio o ok. 1/3, a w przypadku scenariusza Biznes-jak-zwykle do 2/3, w wielu regionach znikając w ponad 90% (patrz Rys. 2).

Dla lodowców Himalajów, wypływających z nich rzek oraz korzystających z ich wody ludzi i ekosystemów decydujące jest więc to, którym scenariuszem emisji podąży ludzkość i jak dużą zmianę klimatu wywołamy.

Marcin Popkiewicz

Opublikowano: 2019-09-02 14:05
Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień przeglądarki oznacza akceptację polityki cookies.