Ilość lodu w Arktyce opisuje się najczęściej, podając jego zasięg (extent), czyli powierzchnię oceanu pokrytą lodem. Przy obliczaniu zasięgu lodu uwzględnia się nie tylko lodowe tafle, ale też przerwy między nimi – przyjmuje się, że obszar zlodzony to taki, na którym lód pokrywa przynajmniej 15% powierzchni. Oszary o mniejszej koncentracji lodu uznaje się za wolne od lodu. Można także mierzyć powierzchnię (area), czyli obszar, jaki zajmuje lód na danej przestrzeni wód morskich, z pominięciem przerw czy szczelin. Powierzchnia jest rzecz jasna mniejsza od zasięgu.

Według pomiarów satelitarnych prowadzonych przez Narodowe Centrum Danych Lodu i Śniegu (NSIDC) wrześniowe minimum zasięgu lodu pływającego w Arktyce nastąpiło 18 września i wyniosło 4,15 mln km². Z uwagi na bardzo niewielkie różnice względem roku 2007 i 2016 oraz niepewności pomiarów spowodowane obecnością chmur, można mówić o drugim miejscu ex aequo z tymi latami. Rekord wciąż należy do roku 2012, kiedy to zasięg lodu morskiego w Arktyce spadł poniżej 3,5 mln km². Trend zaniku lodu w Arktyce wciąż jest jednak wyraźny – 13 najmniejszych wrześniowych minimów miało miejsce w ciągu ostatnich 13 lat. 2019 rok jest trzecim – po 2012 i 2016 – okresem, kiedy topnienie było bardzo intensywne.

„Tegoroczny minimalny zasięg lodu morskiego świadczy o tym, że nie ma sygnałów wskazujących na odwrócenie trendu” mówi Claire Parkinson z Instytutu Badań Kosmicznych NASA im. Goddarda. „Długoterminowy trend dotyczący zasięgu arktycznego lodu morskiego jest zdecydowanie zniżkowy. W ostatnich latach zasięg jest jednak na tyle niski, iż to od warunków pogodowych zależy, czy w danym sezonie zasięg spadnie do rekordowo niskiego poziomu czy utrzyma się wśród najniższych”, dodaje.

Objętość lodu morskiego 2019

Oprócz zasięgu czy powierzchni lodu znaczenie ma też grubość lodu i jego całkowita objętość. Za pomocą systemu modelowania PIOMAS można obliczyć, jak zmienia się objętość lodu morskiego w Arktyce, uwzględniając szereg parametrów, takich jak powierzchnia i grubość lodu, ale też jego dryf, czyli przemieszczanie się pod wpływem wiatru.

Minimalna objętość lodu morskiego podczas wrześniowego minimum w 2019 r. wyniosła 4058 km³, co uplasowało go na drugim miejscu za rekordowym rokiem 2012, kiedy to objętość lodu spadła do 3673 km³.

Warunki dla topnienia

Latem 2019 roku warunki metrologiczne – szczególnie wysokie temperatury w czerwcu i lipcu – sprzyjały topnieniu pokrywy lodowej w Arktyce. O tym, jak było ciepło, można przekonać się patrząc na mapy z Narodowej Administracji ds. Oceanu i Atmosfery (NOAA). Obszarów, gdzie temperatury były w normie lub poniżej normy, jest niewiele.

Szczególnie spektakularne roztopy miały miejsce na rosyjskich akwenach morskich. Przejście Północno-Wschodnie (droga wodna wzdłuż brzegów Syberii) otworzyło się już w pierwszej połowie lipca, co jest rekordem w historii pomiarów. Pierwszy raz w historii lód stopniał tam w 2005 roku, następnie w 2008 roku, a od tego czasu Przejście Północno-Wschodnie otwiera się co roku, dotychczas zwykle na przełomie lipca i sierpnia.

Szybkie roztopy w tym roku to wynik niewielkiego zachmurzenia w miesiącach letnich, co przełożyło się na wysokie temperatury. Wraz z wysokimi temperaturami powietrza rosły także temperatury wód, szczególnie Morza Czukockiego i Morza Łaptiewów. W sierpniu powierzchnia wód tych akwenów miała temperaturę około 7^oC, o ok. 2^oC powyżej średniej z lat 1981-2010. Biorąc pod uwagę temperaturę wody, wczesne stopienie się lodu na Morzu Czukockim oraz rekordowo niską objętość lodu na koniec lipca, można było ze sporym prawdopodobieństwem spodziewać się rekordowo małego zasięgu lodu arktycznego podczas wrześniowego minimum.

„To był ciekawy sezon topnienia”, powiedział Walt Meier, badacz lodu morskiego z NSIDC. „Na początku sierpnia lodu było najmniej w całej historii obserwacji satelitarnych o tej porze roku, mógł więc paść nowy rekord minimum”.

Jednak scenariusz ten nie zrealizował się. Dlaczego?

‘Dopiero’ drugie miejsce

Roztopy w Arktyce odbywają się na innych zasadach niż topnienie lodu w słodkowodnych jeziorach w Polsce. Przede wszystkim lód arktyczny jest gruby, średnio ma blisko 2 metry grubości. Do tego wysokość Słońca nad linią horyzontu jest niewielka, co ma wpływ na temperatury, które są po prostu zbyt niskie, by całkowicie roztopić lód. Temperatury nad większością pokrywy lodowej – nawet w ostatnich latach – utrzymują się średnio na poziomie około +1^oC. Dla porównania – stopienie znacznie cieńszego lodu na Jeziorze Czerniakowskim w Warszawie po mroźnej zimie wymaga kilku dni i temperatury na poziomie 5-6^oC. W przypadku zaniku morskiej pokrywy lodowej istotny jest też wiatr, który może ułatwiać łamanie i rozdzielanie tafli lodowych. Utracie lodu sprzyja ukształtowanie się tak zwanego dipola arktycznego, a precyzyjniej dodatniego dipola arktycznego. To sytuacja, w której uwidaczniają się dwa (dlatego „dipol”) wyraźne układy baryczne: wyż nad wybrzeżem amerykańskim i niż nad wybrzeżem azjatyckim. W takim układzie wiatr (wiejący średnio rzecz biorąc wzdłuż izobar, okrążając wyż w kierunku zgodnym z kierunkiem ruchu wskazówek zegara) wypycha lód z Oceanu Arktycznego do cieśniny Frama (patrz Rysunek 5). Tam, niesiony już przez Prąd Grenlandzki na południe, ulega całkowitemu stopieniu w ciepłych wodach Atlantyku. Wypychanie starszego, grubszego lodu z Oceanu Arktycznego powoduje, że na jego miejsce pojawia się cieńszy, który dużo łatwiej ulega topnieniu. Wizualizację tego procesu znajdziesz na stronie NASA.

W tym roku dodatni dipol nie występował zbyt często, co zminimalizowało wypychanie lodu z Arktyki na Atlantyk. Oprócz dipola znaczenie mają też sierpniowe warunki pogodowe w Arktyce – szczególnie występowanie sztormów. Ich brak pod koniec sezonu topnienia pozwolił zachować większą pokrywę lodową, mimo iż przez całe lato przeważała słoneczna pogoda, przyspieszająca topnienie.

Podsumowanie

Pomimo pogody niezbyt sprzyjającej topnieniu pokrywy lodowej, wrześniowe minimum zasięgu lodu spadło do wartości z 2007 roku, który w swoim czasie zaszokował świat klimatologii skalą topnienia lodu morskiego w Arktyce, objętość lodu była zaś o raptem 10% większa niż w rekordowym 2012 roku.

Biorąc pod uwagę rosnące koncentracje gazów cieplarnianych w atmosferze wolna od lodu Arktyka tak czy inaczej jest tylko kwestią czasu, a sytuacja, kiedy doczekamy się Bieguna Północnego wolnego od lodu coraz bardziej staje się kwestią pogody w lecie.

Hubert Bułgajewski, autor bloga Arktyczny Lód, konsultacja merytoryczna: prof. Szymon Malinowski

The post Sezon topnienia arktycznego lodu 2019 appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Temperatura powietrza

Panujące w Arktyce temperatury są ważnym wskaźnikiem zmian klimatu na Ziemi. Jak pokazuje rysunek 2, ociepla się tu średnio dwa razy szybciej niż na całej planecie. Jest to efekt arktycznego wzmocnienia. Topnienie dobrze rozpraszającego promieniowanie słoneczne lodu powoduje odsłanianie ciemnej powierzchni oceanu, która to promieniowanie skutecznie pochłania, co przyczynia się do ogrzewania wody i przylegającego do niej powietrza.

Temperatury w Arktyce pobiły w ciągu ostatnich lat (okres 2014-2018) wszystkie wcześniejsze rekordy w historii pomiarów. Średnia temperatura powierzchni była w okresie październik 2017 – wrzesień 2018 o 1,7°C wyższa od średniej z lat 1981-2010. Rok 2018 uplasował się na drugim miejscu listy najcieplejszych lat od 1900 roku (na pierwszym miejscu pozostał 2016).

Wszystkie miesiące w okresie jesieni (październik-grudzień 2017), zimy (styczeń-marzec 2018) i wiosny (kwiecień-czerwiec 2018) charakteryzowały się wysokimi dodatnimi anomaliami temperatury w centralnej Arktyce. Często przekraczały one +4°C względem średniej z lat 1981-2010. Wraz z początkiem sezonu zamarzania (październik-grudzień) temperatury w Arktyce nie spadały tak szybko jak zwykle, co opóźniało przyrost pokrywy lodowej. W połączeniu z napływami ciepłych mas powietrza znad oceanów doprowadziło to do wysokich anomalii temperatury, które w styczniu i lutym przekroczyły na Svalbardzie +7°C. Wiosną anomalie temperatury nieco się zmniejszyły, wciąż jednak występowały wysokie wartości, szczególnie na Morzu Wschodniosyberyjskim. Wysokie temperatury wiosną 2018 roku sprawiły, że cienka pokrywa lodowa na Morzu Czukockim wycofała się szybciej niż zwykle. Wyjątkowo ciepła była Europa, w tym Polska, podczas gdy na Islandii było zimno i deszczowo.

Latem (lipiec-wrzesień 2018) warunki w Arktyce były zbliżone do przeciętnych. Dość chłodny arktyczny lipiec (lipcowa anomalia temperatury na Svalbardzie wyniosła zaledwie +1°C) opóźnił topnienie lodu. Lato nad Morzem Beauforta i w Archipelagu Arktycznym było o 1-2°C chłodniejsze niż w latach 1981-2010, w tym sezonie nie doszło więc do otwarcia Przejścia Północno-Zachodniego.

Temperatura Oceanu Arktycznego

W analizie temperatury wody NOAA koncentruje się na późnym lecie, czyli końcu dnia polarnego. Zasięg lodu jest wtedy szczególnie mały i badacze mają najlepszy dostęp do powierzchni oceanu i mogą zmierzyć temperaturę powierzchni na największym obszarze. Im szybciej stopi się lód, tym bardziej nagrzeje się dany akwen. Uśrednione sierpniowe temperatury powierzchni morza w okresie 1982-2018 pokazują statystycznie istotne tendencje ocieplania większości regionów Oceanu Arktycznego, które w sierpniu są wolne od lodu.

W sierpniu 2018 roku średnie temperatury powierzchni arktycznych mórz wahały się od około 0°C do nawet +11°C w południowej części Morza Czukockiego. Ujemne anomalie temperatury panowały w Morzu Barentsa oraz w południowej części Morza Beauforta. W dłuższej perspektywie czasowej widać, że sierpniowe temperatury większości powierzchni arktycznych wód rosną w przybliżeniu o 1°C na dekadę. Wyjątkiem od reguły jest ochładzanie obserwowane w części Morza Barentsa (ok. -0,03°C rocznie), związane ze zmianami w cyrkulacji oceanicznej. Trend wzrostu temperatur pokrywa się z trendem spadkowym zasięgu lodu zlodzenia na Oceanie Arktycznym. Naturalnie w obu przypadkach występują coroczne wyraźne fluktuacje.

Czapa lodowa Arktyki

Mierzony za pomocą satelitów obszar lodu w Arktyce jest znacząco mniejszy, niż miało to miejsce jeszcze kilkanaście lat temu. Widoczne jest to szczególnie latem, gdy trwa wzmożone topnienie. Średnie tempo spadku zlodzenia dla września wynosi obecnie 12,8% na dekadę, dla marca 2,7% na dekadę.

W 2018 roku nie zanotowano rekordów zasięgu lodu w Arktyce. Według danych NSIDC, 17 marca pokrywa lodowa osiągnęła maksymalny zasięg 14,48 mln km2, będący drugim najmniejszym w historii pomiarów satelitarnych. Wrześniowe minimum przypadło na 19 września i wyniosło 4,59 mln km2 (szósty najmniejszy zasięg w historii pomiarów). 12 najmniejszych wartości zlodzenia wypadło w ciągu ostatnich 12 lat.

Oprócz ogólnego zasięgu lodu interesujące jest to, ile pozostało lodu wieloletniego – grubszego, zawierającego mniej soli i bardziej odpornego na topnienie. To, ile ma lat dany fragment czapy polarnej i jak ma się to do ogółu powierzchni lodu, jest jednym z wyznaczników zmian, jakie zachodzą w Arktyce. Powierzchnia wieloletniego, grubego lodu kurczy się, choć proces ten nie przebiega systematycznie rok po roku – są lata chłodniejsze, sprzyjające przetrwaniu większej ilości lodu do kolejnego sezonu. Jak pokazuje wykres oraz mapy (rysunek 7) dziś lodu mającego 4 lub więcej lat (który w 1985 stanowił 16% marcowej czapy polarnej) praktycznie już nie ma. W 2018 roku „stary” lód stanowił mniej niż 1% pokrywy lodowej.

Lądolód Grenlandii

Grenlandia staje się coraz cieplejsza. Jest znacznie mniejsza od Antarktydy, więc ciepłe masy powietrza mogą swobodnie penetrować wyspę. Pomiary z 20 stacji pogodowych należących do Duńskiego Instytutu Meteorologicznego (DMI) wskazują, że w czasie jesieni 2017 i zimy 2017/18 temperatury były tu przeważnie wyższe od średniej z lat 1981-2010. Wiosną temperatury na Grenlandii były zbliżone do średniej. Z kolei lato było chłodniejsze niż zwykle, Summit Camp w centralnej części wyspy padł nawet nowy rekord zima (9 maja temperatura spadła do -46,3°C), jednocześni jednak na wysuniętym najdalej na północ przylądku Grenlandii, Kap Morris Jesup padł rekord ciepła, dokładnie 3 sierpnia temperatura wzrosła do 17°C.

Do oszacowania zmian masy lądolodu wykorzystuje się technologię grawimetrii. W tym celu w 2002 roku NASA umieściła na orbicie satelity GRACE. Funkcjonowanie satelitów dobiegło końca i dlatego wykres na rysunku 8 kończy się na kwietniu 2017 roku. Do tego czasu notowano jednak systematyczne ubytki masy lądolodu. Nowa misja została uruchomiona 22 maja 2018 roku i dostarczone przez nią dane są obecnie poddawane weryfikacji.

Ubytki lodu związane są z jednej strony z topnieniem na powierzchni lądolodu (w dużej mierze równoważonym przez opady śniegu), a z drugiej – z coraz szybszym spływem lodu w stronę morza i nasilającym się cieleniem lodowców (odłamywaniem krańców lodowców szelfowych podmywanych przez coraz cieplejszy ocean w wyniku czego powstają góry lodowe).

Dzięki stosunkowo dużemu zachmurzeniu i wysokiemu albedo powierzchni lodu (średnie albedo latem 2018 było najwyższe od roku 2000), topnienie na Grenlandii nie było w zeszłym rokuszczególnie silne. Maksymalne roztopy miały miejsce na przełomie lipca i sierpnia, przez większość okresu letniego (czerwiec-sierpień) obszar objęty topnieniem był większy niż średnia z lar 1981-2010. Przyczyną były wyższe niż zwykle temperatury na początku czerwca, a potem na przełomie lipca i sierpnia. Od połowy czerwca do połowy lipca zakres topnienia był typowy dla średniej 1981-2010, mieszcząc się w granicach odchyleń standardowych. Ogólnie rzecz biorąc, powierzchniowy bilans masy lądolodu (suma opadów śniegu pomniejszona o ilość lodu i śniegu topniejącego na powierzchni latem) był w sezonie 2017/18 poniżej lub blisko średniej długoterminowej (w stosunku do okresu 1961-1990).

W związku z cofaniem się lodowców szelfowych, powierzchnia lądolodu maleje, co pokazuje rysunek 9.

Pokrywa śnieżna

W ostatnich latach z powodu ocieplającego się klimatu lato w Arktyce nie jest już krótkim okresem przejściowym między wiosną a jesienią. Moment, kiedy topnieje śnieg w Arktyce jest ważny: im wcześniej to następuje, tym szybciej odsłaniana jest ciemna, absorbująca promieniowanie słoneczne powierzchnia ziemi. Ciepłe masy powietrza mogą więc szybciej dotrzeć nad Ocean Arktyczny i powodować przedwczesne topnienie lodu morskiego. Zbierane co roku dane pokazują, że w ostatnich 15 latach śnieg zaczynał topnieć coraz wcześniej.

Ilość śniegu zgromadzonego w euroazjatyckiej części Arktyki w sezonie zimowym 2017/18 była znacznie większa niż wynosi średnia wieloletnia – przyczyną był dość wczesny początek sezonu opadów. Podobnie było w Ameryce Północnej. Mimo dużej ilości śniegu ostatecznie szybko się on roztopił i w czerwcu zasięg pokrywy śnieżnej był już niższy od średniej z lat 1981-2010. Zapoczątkowało to przedwczesne topnienie lodu morskiego w Arktyce, przyniosło wyższe temperatury powietrza, dłuższy sezon wegetacyjny i wcześniejsze zazielenianie tundry.

Mimo faktu, że w ciągu ostatnich dwóch lat ilość i zasięg śniegu na Dalekiej Północy był wyższy od średniej, wieloletni trend w dalszym ciągu jest spadkowy. Obrazuje to poniższy wykres Ilości wody zawartej w pokrywie śnieżnej, która jest wypadkową jej powierzchni i grubości. Ujemne anomalie ilości wody w śniegu dominują od 2000 roku . Oznacza to, że średnio rzecz biorąc z dekady na dekadę wiosną śniegu wokół Oceanu Arktycznego jest coraz mniej.

W raporcie NOAA znajdują się nie tylko informacje o warunkach meteorologicznych i glacjologicznych, ale także o zmianach zachodzących w arktycznej biosferze. Reakcją na cieplejszy klimat Arktyki jest obserwowany od kilkunastu lat proces zielenienia tundry. W Oceanie Arktycznym i wodach doń przylegających wzrosty temperatur ułatwia też ekspansję toksycznych glonów.

Szersze streszczenie raportu NOAA, w tym także więcej wykresów i map, znajdziecie w artykułach na blogu Arktyczny lód.

Hubert Bułgajewski, konsultacja merytoryczna i redakcja: zespół Nauki o klimacie

The post Arktyka 2018 – co się dzieje na północy? appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

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.”

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.

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.

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?

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.

Rok 2016 był w Barrow rekordowo ciepły: średnia temperatura roczna wyniosła -7,3^oC, 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?

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.

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

The post Barrow na Alasce ociepla się tak szybko, że algorytmy uznały dane za błędne appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Europa w objęciach „Lucyfera”

Lato na południu Europy było w 2017 roku niezwykle gorące. Od Portugalii, przez Włochy po Bałkany fala upałów, którą ochrzczono imieniem „Lucyfer”, przyniosła temperatury sięgające 40^oC. 13 lipca w Madrycie temperatura wzrosła do 40,6^oC, wyrównując rekord z 2012 roku. W południowej Francji zanotowano 41,6^oC. Naukowcy z World Weather Attribution nie mają wątpliwości, że „Lucyfer” był następstwem ocieplającego się klimatu. „Mamy wyraźne dowody na to, że ludzie przyczynili się do wysokich temperatur tego lata – zarówno jeśli chodzi o cały okres jak i w przypadku fali upałów nazwanej Lucyferem”, powiedział Geet Jan van Oldenborgh, starszy naukowiec z Królewskiego Holenderskiego Instytutu Meteorologicznego.

Zespół porównał średnie temperatury dla miesięcy czerwiec-lipiec-sierpień w południowej Europie do danych pomiarowych z poprzednich lat i pokazał, że lato 2017 zdecydowanie odbiegało od normy, a jednocześnie – że wyraźnie daje się zauważyć stopniowy wzrost temperatury. Do obliczenia, w jakim stopniu za gorące lato odpowiadał wieloletni trend ocieplenia, wykorzystano modele klimatu. Podobną analizę przeprowadzono dla temperatur w trakcie fali upałów (oraz fal upałów w przeszłości). Naukowcy obliczyli, że prawdopodobieństwo wystąpienia tak ciepłego lata wzrosło dziesięciokrotnie, a takiej fali upałów jak „Lucyfer” z 2017 roku w porównaniu z pierwszą połową XX wieku czterokrotnie.

Rekordy w USA, letnia jesień w Kanadzie

Wrzesień 2017 był wyjątkowy w USA nie tylko ze względu na wyjątkowo aktywny sezon huraganów – kraj nawiedziła też seria bardzo silnych fal upałów. Pod koniec sierpnia i na początku września doświadczyła tego Kalifornia. O ile południe stanu regularnie doświadcza upałów we wrześniu, to w przypadku jego północnej części jest to już poważna anomalia. 8 września w San Francisco padł historyczny rekord ciepła. Jeszcze przed południem temperatura osiągnęła 34^oC, a najwyższa wartość odnotowana tego dnia w tym nadmorskim mieście wyniosła aż 41,1^oC. Upały w San Francisco doprowadziły do śmierci 6 osób. Na południe od miasta temperatury sięgnęły zaś nawet 46^oC.

Na środkowym zachodzie USA miała miejsce najdotkliwsza od stu lat fala upałów. W Detroit 26 września zanotowano 33^oC. Okoliczne miasta w stanie Michigan: Flint i Saginaw kilka dni wcześniej odnotowały jeszcze wyższe wartości, z temperaturami sięgającymi 35^oC. Podobnie było w Chicago i okolicznych regionach. Chicago przez 7 dni z rzędu (20-26 września) doświadczyło upałów przekraczających 31^oC. 23 września temperatura wzrosła do 35^oC. „Nigdy wcześniej w Chicago nie było takiej fali upałów o tej porze i trwającej tak długo”, stwierdziła w swym raporcie National Weather Service.

Niezwykle wysokie temperatury dosięgły też Kanady. Fala upałów w trzeciej dekadzie września (to już początek jesieni) ogarnęła prowincje Ontario i Quebec. W Montrealu, 24 września zanotowano 31,5^oC. Taka sama sytuacja miała miejsce w Toronto, Ottawie i w pozostałych miastach regionu. W Toronto temperatura 24 września wzrosła aż do 33,6^oC. Tak wysokich temperatur w tym mieście w trzeciej dekadzie września nigdy wcześniej nie odnotowano.

Co stoi za pożarami w Kalifornii? Nałożyło się na siebie wiele przyczyn. Po długotrwałej suszy zimą przyszły wyższe od normy opady, które sprzyjały rozrostowi roślinności. Opady od maja do lipca były prawie w normie – co w kalifornijskim klimacie oznacza prawie brak opadów. Kiedy następnie późnym latem region Kalifornii nawiedziła seria rekordowych fal upałów, którym towarzyszył silny wiatr, wierzchnia warstwa gleby wyschła, podobnie jak i sama (dzięki wiosennym opadom obfitsza niż zwykle) roślinność, dostarczając pożarom paliwa.

Pożary wybuchły z 8 na 9 października i bardzo szybko zaczęły się rozprzestrzeniać pod wpływem silnego wiatru.

W wyniku działania ognia najbardziej ucierpiało miasto Santa Rosa, gdzie spaleniu uległo 5700 budynków, a 100 tys. osób musiało zostać ewakuowanych. Pożar łącznie strawił prawie 90 tys. ha terenu, a szybko rozprzestrzeniający się żywioł spowodował śmierć 41 osób.

Globalne ocieplenie zintensyfikuje upały na świecie

Wraz z ocieplaniem się klimatu liczba dni z upałami będzie rosnąć. Rosnąć także będą temperatury w czasie fal upałów. „To oczywiste, że globalne ocieplenie będzie oznaczać częstsze i intensywniejsze fale upałów”, powiedział Think Progress klimatolog Michael Mann. Mann zwrócił też uwagę na kwestię prądu strumieniowego, którego meandrowanie z powodu ocieplającego się klimatu będzie zwiększać ekstrema pogodowe na Ziemi. Michael Mann dodał też, że takie zdarzenia jak fala upałów z 2003 roku w Europie, czy z 2011 roku w Teksasie i Oklahomie należy wiązać z ocieplającym się klimatem i zaburzeniami prądu strumieniowego.

Więcej na ten temat przeczytasz w artykule Fale upałów, czyli letnia opowieść.

Coraz więcej upałów na Ziemi

Choć fale upałów z 2017 roku nie okazały się być tragiczna w skutkach, bo objęły regiony, w których żyją ludzie przyzwyczajeni do wysokich temperatur, wiedzą jak w ich czasie postępować i mają środki ochrony przed upałem, to przyszłe fale upałów będą jeszcze bardziej nieznośne. Badania opublikowane w Nature Scientific Reports pokazują, że upały w przyszłości będą dłuższe. „Lato w niektórych miejscach na Ziemi stanie się jedną długą falą upałów, nawet jeśli globalna temperatura wzrośnie jedynie o 2^oC względem ery przedprzemysłowej”, ostrzegają naukowcy. Każdy 1^oC w globalnej temperaturze oznacza wzrost liczby dni z upałami każdego roku o 15 do 28. Przy czym czas trwania typowej fali upałów wydłużać się będzie od 3 do nawet 18 dni.

Jak pokazują zilustrowane na powyższych mapach dane (Gibson 2017), każdy obszar na Ziemi doświadczy zwiększonej liczby dni z upałami. Największe zmiany zajdą w strefach tropikalnych. Każdy wzrost globalnej średniej temperatury o 1^oC będzie tu oznaczać wzrost liczby dni z upałami w ciągu roku o ponad 30. Takie regiony Ziemi jak Ameryka Północna czy Europa doświadczą mniejszych zmian, ale i tu liczba dni z upałami rosnąć będzie od 10 do nawet 15 dni w skali roku na każdy 1^oC. Rosnąć będzie także liczba fal upałów, jak ilustruje to mapa b). W takich regionach jak południe Europy będzie to co najmniej jedna fala upałów więcej w roku przy każdym wzroście globalnej temperatury o 1^oC. Liczba dni z upałami w fali wzrośnie na świecie średnio o ok. 5, przy czym nie będzie to wzrost równomierny – w Europie będzie to 1-3 dni, a w niektórych już teraz gorących regionach nawet do 12 dni.

Upalna przyszłość

Dane te przedstawiają zmiany przy wzroście globalnej temperatury o każdy 1^oC, ale na podstawie wieloletnich obserwacji już dotychczasowe zmiany są wyraźnie widoczne. Paryskie Porozumienie klimatyczne zakłada ograniczenie wzrostu temperatury poniżej 2^oC, ale już wzrost o 1,5^oC będzie dość bolesny dla większości ludzi na Ziemi. Pomijając kwestię szansy na uniknięcie wzrostu temperatury o ponad 2^oC, to sama różnica między 1,5 a 2^oC to bardzo duża zmiana (czytaj więcej: 1,5 czy2 stopnie – co to w ogóle za różnica?) Jak stwierdza badanie Schleussner i in., 2016, w przypadku wzrostu temperatury o 1,5°C, fale upałów w tropikach mają osiągać długość do dwóch miesięcy, podczas gdy przy wzroście o 2°C – aż trzech miesięcy.

Więcej upałów i towarzyszące im wyższe temperatury będą stanowić poważne wyzwanie dla społeczeństwa. Będą wpływać na zdrowie, infrastrukturę, rolnictwo i ekosystemy. Już teraz naukowcy sugerują, że tam gdzie upały są powszechne, głównie w tropikach, w przyszłości miejsca te staną się niezdatne do zamieszkania (czytaj więcej w Mokry termometr a nasze przetrwanie, Kilka stopni, które „robi różnicę”).

Hubert Bułgajewski, autor bloga Arktyczny Lód, konsultacja merytoryczna: prof. Szymon P. Malinowski

The post Fale upałów coraz silniejsze i dłuższe appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

W XXI wieku naukowcy obserwowali trend, który na pierwszy rzut oka wydaje się być przeciwieństwem globalnego ocieplenia – powierzchnia pokrywy lodu morskiego wokół Antarktydy rosła, zamiast kurczyć się tak, jak ma to miejsce w Arktyce. Złożyły się na to różne czynniki, między innymi spływanie do oceanu słodkiej wody z topniejących lodowców oraz zwiększone opady deszczu i śniegu, w wyniku czego wierzchnia warstwa oceanu stała się słodsza. Mniej zasolona woda łatwiej zamarza, a także jako lżejsza mniej chętnie miesza się z ciepłymi wodami głębinowymi, ograniczając tym samym dopływ ciepła z głębin oceanicznych. Sprzyjało to powstawaniu i utrzymywaniu się na powierzchni morza cienkiej warstwy lodu pływającego (Zhang 2007).

Jednak w tym roku w Antarktyce padły zupełnie zaskakujące rekordy.

Ponieważ lodu morskiego na zmianę przybywa i ubywa w rytmie zmian pór roku, należy zawsze zwracać uwagę na to, o jakim dniu, miesiącu, czy charakterystycznym okresie roku mówimy. Często zwracamy uwagę na roczne minimum zasięgu lodu, które w przypadku Antarktyki przypada na ogół w marcu (czyli pod koniec dnia polarnego na południowej półkuli). W roku 2017 roku ten minimalny zasięg był rekordowo mały. Był to pierwszy sygnał, że na Antarktydzie mogą zachodzić zmiany – mogą, ale nie muszą, bo jest to na razie pierwszy rok z rekordem. Teraz jednak, jak pokazują dane satelitarne – rekordy padają także w czasie wrześniowego maksimum zasięgu lodu morskiego Antarktydy. Ilustruje to poniższy wykres.

Co jest tego przyczyną? Trudno jest jednoznacznie stwierdzić, co odpowiada za tak nagły obrót sytuacji. Naukowcy nie są pewni, dlaczego tak się stało, nie wskazują na, że to właśnie globalne ocieplenie ma bezpośredni związek. Dr Jan Lieser z Antarctic Climate and Ecosystems Cooperative Research Centre zauważa, że w ostatnich latach zaobserwowany dość duży wzrost zmienności zasięgu lodu. Przyczyną prawdopodobnie jest wspomniana wyżej zwiększona ilość słodkiej wody w powierzchniowych warstwach oceanu.

Jednak zmiany zasolenia wody, zmiany w opadach z czegoś się biorą. I tak właśnie dochodzimy do kwestii globalnego ocieplenia.

Globalnie lodu wciąż bardzo mało

W 2016 roku zaobserwowano, że globalny zasięg występowania lodu pływającego zaczął notować rekordy, co ilustruje rysunek 3. Przyczyniły się do tego zarówno Arktyka jaki i Antarktyka. W Arktyce w 2016 roku kilkakrotnie notowano rekordowo niski zasięg lodu, co przekładało się też na globalny zasięg lodu. Następnie do gry weszła Antarktyda – począwszy od początku listopada zasięg lodu morskiego wokół Antarktydy spadł do rekordowo niskiego poziomu (pisaliśmy o tym w artykule Lód morski w opałach). W kolejnych miesiącach rekordowo niski globalny zasięg lodu morskiego utrzymywał się, co także widać na rysunku 3.

Lądolód się roztapia, pękają wielkie lodowce

Przez ostatnie lata osoby negujące ocieplanie się klimatu zwracały uwagę na lód morski wokół Antarktydy, pomijając kwestię utraty masy przez lądolód. Tymczasem to właśnie tu zmiany są dramatyczne.

Dane z satelitów GRACE pokazują, że na Ziemi kurczą się lądolody, co przekłada się a wzrost poziomu oceanów. Wykres pokazuje te zmiany. Z wieloletnich pomiarów wiemy, że antarktyczny lądolód kurczy się w tempie 120-130 mld ton rocznie. Tempo to w skali tego olbrzymiego lądolodu można postrzegać jako wciąż niewielkie, ale wraz z ocieplaniem się klimatu będzie przyspieszać.

Od lądolodu, a dokładnie doń przylegających lodowców szelfowych odrywają się potężne bloki lodu. Generalnie jest to proces naturalny, związany z tak zwanym cieleniem się lodowców. Sęk w tym, że zmiany te ulegają nasileniu. Największe zmiany widać w lodowcu Larsena.

Ten potężny szelfowy lodowiec zaczął rozpadać się w 1995 roku. Ilustruje to powyższa animacja. Zaczęło się od fragmentów wysuniętych najdalej na północ. Kiedy zniknęły, kolej przyszła na największy obszar oznaczony literą „C”. Przez wiele lat lodowiec ten wydawał się stabilny, ale w 2014 roku zauważono pęknięcie, które zaczęli śledzić naukowcy w ramach brytyjskiego projektu MIDAS. Szczelina szybko rosła i poszerzała się, W końcu stało się jasne, że w 2017 roku dojdzie do oderwania potężnej góry lodowej. I tak się też stało: między 10 a 12 lipca doszło do oderwania lodowego bloku o powierzchni 5800 km², co odpowiada dwukrotności powierzchni Luksemburga. Larsen C w ten sposób stracił około 12% swojej powierzchni – z 50 tys. km² skurczył się do 44,2 tys. km². Olbrzymi blok lodu dryfuje teraz po Morzu Weddella.

Hubert Bułgajewski, konsultacja merytoryczna prof. Szymon Malinowski

The post Co słychać w Antarktyce? appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Temperatury powietrza

Temperatury w Arktyce rosną i w ostatnim roku były one rekordowo wysokie – średnia temperatura w rocznym okresie od października 2015 do września 2016 roku była aż o 2°C wyższa od średniej z lat 1981-2010. Od początku XX wieku wzrost wyniósł aż 3,5°C.

Sezonowe temperatury w Arktyce

Poza krótkim okresem w lecie, w Arktyce dominowały wysokie dodatnie anomalie temperatury. Zima 2015/16 była na północy rekordowo ciepła.

Przedstawione na rys. 2 sezonowe wartości anomalii temperatur podzielone zostały na pory roku: jesień 2015 (październik-grudzień), zimę 2015 (styczeń-marzec), wiosnę (kwiecień-czerwiec) i lato (lipiec-wrzesień).

Najwyższe anomalie miały miejsce zimą. W rejonie Svalbardu było aż o 8 do 11^oC cieplej niż w okresie referencyjnym (1981-2010). Wiosną dodatnie anomalie zmalały, ale wciąż występowały na całym obszarze Arktyki. Latem były najmniejsze, co jest spodziewanym następstwem tego, że temperatura wód Oceanu Arktycznego, na którym pływa topniejący lód, kształtuje się na poziomie 0^oC.

Temperatura Oceanu Arktycznego

Temperatury powierzchni arktycznych akwenów w sierpniu 2016 były lokalnie o 5^oC wyższe od średniej z lat 1981-2010. Było to związane nie tylko z wcześniejszym zanikiem lodu i nagrzewaniem wody przez promieniowanie słoneczne, ale też napływem ciepłych wód z Oceanu Spokojnego i Atlantyckiego.

Warto zauważyć, że Morze Czukockie oraz wschodnia część Morza Baffina wykazują znaczący trend ocieplenia, na poziomie aż 0,5^oC na dekadę.

W sierpniu 2016 roku obszary wolne od lodu miały temperaturę sięgającą 6^oC, a miejscami, jak w Morzu Czukockim czy części Morza Baffina nawet 8^oC.

Choć tempo zmian temperatury nie jest dla każdego akwenu jednakowe i nie w każdym roku notuje się rekordowe odchylenie dodatnie, to wieloletnie pomiary wykazują trend ocieplania się wód Oceanu Arktycznego.

Czapa polarna Arktyki

Mierzony za pomocą satelitów obszar lodu pływającego w Arktyce jest znacząco mniejszy, niż miało to miejsce jeszcze kilkanaście lat temu. Widoczne jest to szczególnie latem, w okresie najmniejszego zasięgu lodu.

Mimo znacznych dodatnich anomalii temperatury wiosną i szybkiego spadku zasięgu lodu morskiego w tym czasie, stosunkowo chłodne lato, szczególnie czerwiec, spowolniły topnienie. Zasięg arktycznego lodu morskiego 10 września 2016 roku, czyli w czasie wrześniowego minimum wyniósł 4,14 mln km², czyli o 1/3 mniej od średniej z lat 1981-2010. Był to „zaledwie” drugi najmniejszy zasięg w historii pomiarów.

Całoroczny zasięg lodu w 2016 roku był o 1,81 mln km² (29%) mniejszy od średniej wieloletniej. Marcowe maksimum zasięgu lodu miało miejsce 24 marca na poziomie 14,52 mln km², czyli 7% poniżej średniej z lat 1981-2010.

Trend spadku zasięgu lodu morskiego widoczny jest we wszystkich miesiącach, łącznie z wrześniowym minimum i marcowym maksimum. Tempo spadku zasięgu lodu dla wrześniowego minimum wynosi 13,3% na dekadę. W przypadku marcowego maksimum spadek ten wynosi 2,7% na dekadę.

Wiek lodu

Jednym ze wskaźników mówiących o kondycji północnej czapy lodowej jest, jak duża część lodu jest w stanie przetrwać okres letnich roztopów, a więc udział lodu wieloletniego w jego całkowitej powierzchni.

30 lat temu stary lód, liczący 4 i więcej lat zajmował w marcu blisko 20% powierzchni czapy polarnej. Teraz wartość ta skurczyła się do zaledwie 1,2% powierzchni.W marcu 2016 roku lód dwuletni i starszy zajmował zaledwie 23% powierzchni, a lód sezonowy 77%.

Grubość lodu morskiego

Grubość lodu to kolejna zmienna pokazująca pogarszający się stan arktycznej czapy polarnej.

Duże zmiany zaszły na Morzu Beauforta i części Basenu Arktycznego. Tam znajduje się lód, który zazwyczaj ma większe szanse na przetrwanie niż lód rosyjski, który jest podatny na działanie ciepłego Prądu Norweskiego.

Lądolód Grenlandii

Intensywność topnienia lądolodu Grenlandii była duża, choć rok 2016 nie był rekordowy. W 37-letniej historii pomiarów wcześniejsze rozpoczęcie sezonu topnienia odnotowano jedynie w 2012 roku.

Topnienie lądolodu trwało o 30-40 dni dłużej niż zwykle w północnej części wyspy i o 15-20 dni dłużej w regionie zachodniego wybrzeża. Maksymalny obszar topnienia wystąpił w drugiej połowie lipca i przekroczył 40% powierzchni całkowitej lądolodu.

Prowadzone przez satelity GRACE pomiary grawimetryczne pokazują trwający ubytek masy lądolodu Grenlandii. W okresie kwiecień 2015 – kwiecień 2016 Grenlandia straciła 191 Gt lodu. Rekordowa utrata lodu miała miejsce w sezonie 2012/13 i wyniosła 562 Gt. Od początku pomiarów w 2002 roku Grenlandia straciła już ponad 3000 Gt lodu.

Kurczy się także powierzchnia lądolodu, co jest szczególnie dobrze widoczne na wybrzeżu. Licząc od roku 1999 średnie tempo spadku powierzchni lądolodu wyniosło 127 km² rocznie. W 2016 roku powierzchnia lodowców skurczyła się o 60,6 km², czyli połowę tego, co w ostatnich kilkunastu latach w skali średniorocznej.

Wielkością, na którą także warto zwrócić uwagę w przypadku rejonów pokrytych śniegiem lub lodem jest albedo powierzchni (stosunek energii promieniowania odbitego do padającego). To między innymi od niego zależy tempo topnienia lodowców i pokrywy śnieżnej. Latem 2016 roku średnia wartość albedo na Grenlandii wynosiła 71,1%, była więc około 4% niższa niż w latach 2000-2001. Wartość albedo w 2016 roku była piątą najmniejszą w historii pomiarów prowadzony od 2000 roku.

Pokrywa śnieżna

Dane satelitarne o pokrywie śnieżnej półkuli północnej zbierane są od 1967 roku. Pokrywa ta zanika coraz wcześniej, co jest szczególnie zauważalne od 2005 roku. W 2016 roku, w kwietniu i maju miał miejsce rekordowo szybki zanik pokrywy śnieżnej w Ameryce Północnej.

Zasięg pokrywy śnieżnej w Ameryce Północnej w maju po raz pierwszy w historii pomiarów satelitarnych spadł poniżej 4 mln km². W czerwcu powierzchnia pokrywy śnieżnej była trzecią najmniejszą w historii zarówno w Ameryce Północnej, jak w Eurazji. Uśredniona wartość wyniosła 5,58 mln km². Rekord na poziomie 4,92 mln km² miał miejsce w roku 2012. W lipcu z kolei pokrywa śnieżna była szóstą najmniejszą w historii pomiarów i wyniosła 2,55 mln km². W lipcu śnieg pozostaje na Grenlandii i niektórych częściach Archipelagu Arktycznego. Wszystkie pięć rekordowych lat miało miejsce w ostatniej dekadzie.

Jesienią, dzięki zwiększonemu parowaniu wody z cieplejszego i mniej skutego lodem Oceanu Arktycznego, opady mogą wzrosnąć, powodując powstanie większej pokrywy śnieżnej. Jednak wiosną, szczególnie pod jej koniec, wygląda to inaczej. Ocean Arktyczny jest zamarznięty, nie dostarczając pary wodnej, która mogłaby spaść w postaci śniegu, zaś wyższe temperatury prowadzą do szybszego topnienia pokrywy śnieżnej.

Żółte kolory na mapie w prawym panelu na rys.13 pokazują, gdzie śnieg stopniał wcześniej niż zwykle. Szybko znikała pokrywa śnieżna w zachodniej części Kanady, na Alasce i we wschodniej części Europy.

Poniższe wykresy przedstawiają wieloletni trend spadku pokrywy śnieżnej.

Majowa pokrywa śnieżna na półkuli północnej zajmuje obecnie o około 17% mniejszą powierzchnię niż na początku lat 80. XX wieku, co oznacza, że zasięg śniegu w tym miesiącu kurczy się w tempie 5% na dekadę. Dla czerwca spadek ten jest największy większy i wynosi aż 17,8% na dekadę.

Poniżej streszczenie raportu w formacie video.

Click here to view the video on YouTube.

Hubert Bułgajewski na podstawie NOAA Arctic Report Card 2016. Konsultacja merytoryczna prof. Szymon Malinowski.

The post Klimat Arktyki – wydanie 2016 appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

W roku 2016 – zapowiadającym się jako najcieplejszy w historii pomiarów – powierzchnia lodu morskiego w Arktyce podczas wrześniowego minimum była drugą najmniejszą w historii, a wody Oceanu Arktycznego były rekordowo ciepłe. Aby temperatura w okolicach podbiegunowych mogła znacząco spaść, woda musi najpierw zamarznąć – do tego momentu temperatura utrzymuje się w granicach 0°C. Tymczasem gdy rozpoczął się kolejny sezon zamarzania, woda zamarzała bardzo opornie.

Jednocześnie masy lądowe Syberii szybko się ochładzały. W rezultacie nad Oceanem Arktycznym utworzył się stacjonarny niż (wielki wir obracający się w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu wskazówek zegara), a nad Syberią wyż (wielki wir obracający się w kierunku zgodnym z kierunkiem wskazówek). Dzięki działaniu tych układów ciepłe powietrze znad Atlantyku napływało nad Morze Barentsa, Morze Karskie i nawet Morze Łaptiewów.

Nad Oceanem Arktycznym utrzymywała się w związku z tym wysoka temperatura, sprzyjająca utrzymywaniu się niżu. W wskutek napływu ciepłego powietrza i zachmurzenia ocean nie zamarzał, w rezultacie czego temperatury w obszarze leżącym powyżej 80°N pod koniec października przekroczyły (i przez cały listopad wciąż przekraczają) średnią wieloletnią aż o kilkanaście stopni.

Obecne temperatury i zasięg lodu pasują raczej do końcówki lata kilkadziesiąt lat temu.

Wszystko to nie ma precedensu w historii obserwacji. A biorąc pod uwagę dane pochodzące z rekonstrukcji tego, co miało miejsce dziesiątki i setki lat temu – możemy stwierdzić, że to, co się dzieje w Arktyce nie jest naturalnym cyklem.

Czy utrata lodu morskiego w Arktyce jest kompensowana wzrostowi powierzchni lodu morskiego wokół Antarktydy, którego powierzchnia do niedawna wzrastała mimo postępującego ocieplenia klimatu? Bynajmniej, od września b.r. powierzchnia ta zaczęła spadać w nietypowy sposób i w efekcie nigdy w połowie listopada lodu wokół Antarktydy nie było tak mało jak obecnie.

Skoro zarówno w Arktyce, jak i wokół Antarktydy jest rekordowo mało lodu, to automatycznie globalny zasięg lodu pływającego też musi być najmniejszy w historii. I jest. Globalny zasięg lodu morskiego jest o około 5 mln km² mniejszy od średniej z minionych lat i aż o ponad 3 mln km² mniejszy od wcześniejszego minimum w tym czasie. Listopad jest zazwyczaj miesiącem, w którym globalny zasięg lodu morskiego jest największy w skali roku. W tym roku maksimum to praktycznie nie wystąpiło. Obserwujemy że rejony polarne naszej planety zmieniają się znacznie szybciej niż można by oczekiwać.

Kanarek w stanie krytycznym

Stan lodu morskiego w kontekście zmiany klimatu można przyrównać do kondycji kanarka w kopalni, którego stan kiedyś, gdy nie było czujników gazów ostrzegał górników o zagrożeniu.

Oczywiście, na aktualne spektakularne pogorszenie stanu lodu morskiego wpływają wahania pogody, ale długoterminowe trendy wróżą że stan krytyczny zbliża się coraz szybciej. Oceany akumulują ciepło, temperatury wody i powietrza rosną, podobnie jak będące praprzyczyną tych zmian koncentracje gazów cieplarnianych. Według szacunków wielu naukowców wolnej od lodu Arktyki w lecie możemy spodziewać się w latach 2030. Coraz bardziej wygląda na to, że jest to już tylko kwestia tego, kiedy w Arktyce trafi się rok z ciepłą pochmurną zimą i ciepłym słonecznym latem. A wtedy, kiedy zniknie lód morski, możemy oczekiwać znaczących zmian.

Pokryty lodem Ocean Arktyczny jest jak drink z kostkami lodu: zanurzony w nim termometr pokaże temperaturę bliską 0°C. Pochłaniana latem energia promieniowania słonecznego jest najpierw zużywana na topienie lodu. Dopiero później, gdy lód całkiem się rozpuści, temperatura wody zaczyna rosnąć. Woda, na powierzchni której unosi się lód, nie może się nagrzać, a nadwyżka energii zostaje zużyta na topnienie lodu. Kiedy jednak lód już stopnieje, dalsze pochłanianie energii prowadzi do wzrostu temperatury wody. W miarę spadku pokrywy lodowej i ocieplania się powierzchniowych wód Oceanu Arktycznego letnie temperatury na Syberii, Alaski i północnej Kanady również rosną. W miejsce odbijającego promieniowanie słoneczne lodu i śniegu mamy na coraz większym obszarze pochłaniające promienie słoneczne ciemny ląd i ocean. Wieczna zmarzlina przestaje być „wieczna” i zaczyna emitować coraz większe ilości metanu. Podobnie ma się rzecz z zalegającymi na dnie stosunkowo płytkich i coraz cieplejszych mórz Arktyki pokładami hydratów metanu.

Coraz cieplejsza Arktyka to coraz szybsze topnienie lądolodu Grenlandii. I możliwe skutki w postaci coraz bardziej zauważalnego spowolnienia cyrkulacji termohalinowej w oceanach. Efekty takiego scenariusza opisywaliśmy niedawno, omawiając najnowszą prognozę grupy badaczy kierowanej przez Jamesa Hansena. Oby to co dzieje się dziś z lodem morskim było tylko chwilową fluktuacją, a nie sygnałem że prognoza ta sprawdza się na naszych oczach…

Hubert Bułgajewski, autor bloga Arktyczny Lód i Marcin Popkiewicz, konsultacja merytoryczna prof. Szymon P. Malinowski.

The post Lód morski w opałach appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Tegoroczne minimum zepchnęło na trzecie miejsce (choć o włos) zasięg lodu z 2007 roku. Rekordzistą pozostaje rok 2012, kiedy to zasięg lodu skurczył się do 3,4 mln km².

Warto zaznaczyć, że pokrywa lodowa zarówno 10 września, jak i przez cały sierpień i początek września była o ponad 2 mln km² mniejsza niż wynosi średni zasięg lodu z lat 1979-2000. Tak duża różnica przekłada się także na zmiany warunków pogodowych w umiarkowanych szerokościach geograficznych i anomalie prądu strumieniowego (czytaj więcej w Anomalie pogodowe, Arktyka i prąd strumieniowy).

Duże straty lodu pomimo pochmurnego lata

Pochmurny i zimny czerwiec oraz lipiec sugerowały, że tegoroczny sezon topnienia będzie sprzyjał zachowaniu dużej powierzchni lodu, podobnie jak było to w 2013 i 2014 roku, kiedy to we wrześniu zasięg lodu spadł do 5 mln km².

Przyczyny dość silnego spadku rozmiarów czapy polarnej były w tym roku dwie:

1. rekordowo ciepła zima i wiosna, co umożliwiło wczesne roztopy i wcześniejsze niż zwykle nagrzewanie się wód powierzchniowych Oceanu Arktycznego,

2. bardzo wietrzny sierpień, kiedy to przez Arktykę przetoczyły się dwa silne sztormy, które rozbijały pak lodowy, a wzmożone mieszanie z cieplejszą wodą z głębszych warstw oceanu podnosiło temperaturę wód powierzchniowych . Dodatkowo, pod koniec sierpnia pojawił się dipol arktyczny (czyli specyficzny rozkład ciśnienia atmosferycznego, z wyżem po amerykańskiej i niżem po rosyjskiej stronie Arktyki), tak że wiatr wypychał lód przez Cieśninę Frama między Grenlandią a Svalbardem w stronę ciepłych wód Atlantyku.

„Gruz” zamiast paku lodowego

Pokrywa lodowa w ostatnich latach stała się niezwykle cienka, a tym samym podatna na kruszenie, co oznacza fragmentację paku lodowego. Poniższe zdjęcie satelitarne pokazuje, jak poważnej fragmentacji uległ w tym roku pak lodowy. Nawet w bezpośredniej okolicy bieguna północnego pojawiły się duże obszary wody.

Skoro rekord nie padł, to czy jest się czym przejmować? Owszem. To, co się stało jest niepokojące właśnie z uwagi na sprzyjającą zachowaniu lodu pogodę. W czerwcu i lipcu, w szczycie dnia polarnego, rejony arktyczne otrzymują więcej energii Słońca niż rejony równikowe. Pogodna, słoneczna pogoda w tym okresie powoduje pochłanianie przez powierzchnie oceanu olbrzymiej ilości energii, co z kolei skutkuje przyspieszonym topnieniem lodu. W tym roku w czerwcu i lipcu w Arktyce dominowały układy niskiego ciśnienia, którym towarzyszyło wysokie zachmurzenie. Przy tak sprzyjających lodowi warunkach pogodowych powinien on mieć się dobrze. To że tak się nie stało, może sugerować znaczącą zmianę reżimu klimatycznego. Gdyby czerwiec i lipiec były w Arktyce słoneczne albo utrzymywał się wtedy silny dipol arktyczny, to rekord z 2012 roku zostałby pobity, być może bardzo znacząco.

Powyższa analiza ta pokazuje, że w najbliższych latach może zdarzyć się do sytuacja, w której Arktyka w końcu sezonu topnienia będzie wolna od lodu (przez co rozumie się spadek jego zasięgu poniżej 1 mln km²). To praktyce będzie oznaczać koniec istnienia stałej czapy polarnej. Choć określenie konkretnej daty, kiedy do dojdzie do takiego zdarzenia jest ze względu na zmienność pogody w poszczególnych latach niemożliwe, to sytuacja w Arktyce wyraźnie zmierza w tym kierunku.

Kolejne miesiące i lata biją rekordy temperatur, rok 2014 był wyjątkowo ciepły, rekord ten padł w 2015 roku, a 2016 rok będzie jeszcze cieplejszy. Tak szybko postępujące ocieplenie klimatu przekłada się na rosnące prawdopodobieństwo całkowitej lub prawie całkowitej utraty czapy polarnej w niedługim czasie, najpierw pod koniec lata, a następnie przez coraz dłuższą część roku. Zanik lodu będzie zaś niósł za sobą poważne i daleko idące konsekwencje (patrz Anomalie pogodowe, Arktyka i prąd strumieniowy).

Jachtem wokół bieguna

Trasa morska przez Arktykę wzdłuż północnych brzegów Rosji jest określana mianem Przejścia Północno-Wschodniego, a wzdłuż północnych brzegów Kanady – Przejścia Północno-Zachodniego. Rejony te były pokryte grubym lodem, a żegluga – także w lecie – możliwa była jedynie z użyciem potężnych lodołamaczy. Zanim takie lodołamacze powstały, marynarze podejmowali próby żeglugi Przejściem Północno-Wschodnim od setek lat. W 1553 roku próbę taką podjął brytyjski odkrywca sir Hugh Willoughby, jednak jego ekspedycja, składająca się z trzech statków obsadzonych 62 ludźmi, uwięzła w lodach w rejonie półwyspu Kola, a ich zamarznięte zwłoki odnaleziono rok później. W 1594 i 1595 roku kolejne próby podjął holenderski żeglarz Willem Barents, odkrywając Nową Ziemię. Brytyjski odkrywca Henry Hudson (od którego nazwiska nazwę wzięły Rzeka Hudsona i Zatoka Hudsona) w latach 1607 i 1608 bez powodzenia próbował przepłynąć Przejściem Północno-Wschodnim. W 1611 roku zginął próbując przebyć Przejście Północno-Zachodnie. Badania (Fischer i in. 2006) sugerują, że trasy te były wolne od lodu około 7000 roku p.n.e., w okresie holoceńskiego optimum klimatycznego, kiedy północna półkula Ziemi otrzymywała w lecie więcej energii od Słońca niż w naszych czasach (patrz Koniec Holocenu).

Kiedy w latach 80. XX wieku pojawiły się prognozy klimatologów mówiące, że w związku z globalnym ociepleniem można spodziewać się otwarcia dla żeglugi tras przez Arktykę, nikt nie traktował ich poważnie.

Zmiana nastąpiła w 2005 roku. Wtedy po raz pierwszy w historii Przejście Północno-Wschodnie otworzyło się dla żeglugi bez wsparcia lodołamaczy. Lód roztopił się tam ponownie w roku 2008, a teraz roztapia się regularnie. Z kolei Przejście Północno-Zachodnie, wzdłuż brzegów Kanady, po raz pierwszy w historii otworzyło się w roku 2007 i otwierało się również w kolejnych latach. W sezonie letnim 2010 było już tak ciepło, że drogę morską dookoła bieguna północnego wzdłuż brzegów Rosji i Kanady, bez żadnej pomocy, pokonały lekkie jachty żaglowe. W tym roku Ocean Arktyczny opłynął dookoła jacht Northabout.

To wyczyn, który ponad 100 lat temu, w czasach wielkich odkryć morskich, był praktycznie niemożliwy. Choć załoga jachtu pod dowództwem Davida Templemana-Adamsa wyraziła swoje zadowolenie z powodzenia rejsu, to jednocześnie zwraca uwagę na obawy związane z redukcją lodu morskiego.

W Arktyce pojawiają się teraz także statki turystyczne. W tym roku przez Przejście Północno-Zachodnie przepłynął z 1700 pasażerami na pokładzie wycieczkowiec Crystal Serenity.

Teraz rozpoczyna się sezon zamarzania, który i zakończy się za pół roku. Potem nastanie kolejny sezon topnienia 2017. Co będzie się działo i czym się zakończy? Zapraszamy do śledzenia tego na stronach Arktyczny Lód oraz Nauka o Klimacie.

Hubert Bułgajewski, na podstawie: Degraded and Disheveled, Arctic Sea Ice Ties for Second-Lowest Extent on Record, Weather Undergroud

The post Podsumowanie sezonu topnienia 2016 w Arktyce appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Najwyraźniej zanik pokrywy lodowej widać we wrześniu, pod koniec dnia polarnego, kiedy topnieje ona do najmniejszych w ciągu roku rozmiarów.

Dokładną, sięgającą daleko wstecz, analizę lodu morskiego Arktyki przeprowadził ostatnio zespół pod kierownictwem prof. Johna Walsha z Uniwersytetu Alaski w Fairbanks (Walsh i in. 2016). Kluczowe wyniki, obrazujące zmiany zasięgu lodu pływającego podczas marcowego maksimum i wrześniowego minimum pokazuje rysunek 3.

Zachodzące na przestrzeni ostatnich 125 lat zmiany w Arktyce były przez większość tego czasu praktycznie niewidoczne. Dopiero pod koniec XX wieku, w wyniku nasilenia się efektu cieplarnianego i związanego z tym ocieplenia, pokrywa lodowa Oceanu Arktycznego zaczęła się kurczyć. Okres od końca XX wieku pokazuje rekordowy dla tego okresu spadek zasięgu lodu morskiego, zarówno w marcu, jak i we wrześniu. Szczególnie dramatyczna utrata lodu morskiego miała miejsce po roku 2005.

W gościnnym wpisie na stronie Carbon Brief, Florence Fetterer, ekspert z Narodowego Centrum Danych o Lodzie i Śniegu (NSIDC) napisała:

Profesor John Walsh z Uniwersytetu na Alasce i doktor Mick Kelly z Uniwersytetu Wschodniej Anglii są pionierami w dziedzinie zbierania danych klimatycznych. Ręcznie zdigitalizowali informacje ze źródeł, takich jak wyniki badań i lotniczych obserwacji US Navy i brytyjskiego Met Office, a także danych z Duńskiego Instytutu Meteorologicznego (DMI). Profesor Walsh wraz z profesorem Wiliamem Chapmanem z Uniwersytetu w Illinois wykorzystali wielorakie źródła, by zrekonstruować dane o lodzie morskiego Arktyki w okresie 1901-1995.

Wyniki wcześniejszych badań zawierały jednak pewne luki, które teraz zostały uzupełnionej zweryfikowane z wykorzystaniem kolejnych różnorodnych źródeł. Są nimi:

• Dane o położeniu granicy lodu morskiego po stronie Oceanu Atlantyckiego w latach 1850-1978, uzyskane na podstawie zapisów z dzienników okrętowych i obserwacji lotniczych. 
• Dane o zasięgu lodu po stronie rosyjskiej z Instytutu Badań Arktyki i Antarktyki w St. Petersburgu, których zbieranie zapoczątkowano w 1933 roku. 
• Informacje o granicy lodu morskiego w akwenach regionu Nowej Fundlandii i regionu kanadyjskiego (Zatoka Św. Wawrzyńca, Morze Labradorskie i Baffina) z lat 1870-1962.
• Szczegółowe pomiary zasięgu lodu wokół Alaski z okresu 1954-1978. 
• Mapy pokrywy lodowej z Duńskiego Instytutu Meteorologicznego, obejmujące okres 1901-1956. 
• Zapisy z okrętowych dzienników statków wielorybniczych.

Te liczne źródła danych obejmujących dość odległy okres pozwoliły na
ustalenie, jak prezentował się zasięg lodu w Arktyce, zanim zaczęto
prowadzić pomiary satelitarne.

Okazuje się, że zmniejsza się nie tylko zasięg występowania lodu w Arktyce. Zmiany zachodzą także w jego objętości. Arktyczny lód staje się coraz cieńszy, choć proces ten ze względu na zmienność warunków meteorologicznych nie zachodzi jednostajnie. Badania pokazują, że objętość lodu kurczy się nawet szybciej niż jego zasięg, szczególnie w XXI wieku. Poniższy film, bazujący na danych PIOMAS, a stworzony przez Andy’ego Lee Robinsona, pokazuje jak szybko kurczy się objętość lodu.

Animacja pokazująca zmiany ilości lodu morskiego w czasie minimum przypadającego zazwyczaj na drugą połowę września. Okres obejmuje lata 1979-2016. Źródło: Andy Lee Robinson.

Na przestrzeni 36 lat, w okresie 1979-2016, wrześniowa pokrywa lodowa Arktyki straciła prawie trzy czwarte swojej objętości. Inne analizy, mniej szczegółowe ale obejmujące ostatnie 1450 lat także pokazują, ze obecne topnienie jest bez precedensu. Więcej na temat historycznych zmian stanu lodu arktycznego przeczytasz w Mit: Całkiem niedawno zasięg lodu arktycznego był znacznie mniejszy niż dziś.

Przyczyną tak dużych zmian w Arktyce jest wzrost temperatury powodowany wzrostem stężeń gazów cieplarnianych. Wzrost temperatur w Arktyce jest szczelnie szybki, gdyż przyspiesza go sprzężenie zwrotne (więcej na ten temat w artykule Arktyczne wzmocnienie). Drugą przyczyną jest emisja aerozolu absorbującego promieniowanie słoneczne, drobinek sadzy, unoszonych z uprzemysłowionej półkuli północnej, osadzających się na powierzchni lodu i śniegu i zmniejszających jego albedo.

Te dramatyczne zmiany w Arktyce wywierają silny wpływ na cyrkulacje atmosferyczne, powodując m.in. powstawanie anomalii pogodowych w obszarze umiarkowanych szerokości geograficznych. Całkowite stopienie lodu może przyczynić się do nasilenia tych zmian szczególnie w rejonach graniczących z Arktyką.

Lód w Arktyce możemy traktować jak „kanarka w kopalni”, a jego stan jako wskaźnik stabilności ziemskiego klimatu.

Hubert Bułgajewski na podstawie Skeptical Science. Konsultacja merytoryczna: prof. Szymon Malinowski.

The post Zanik lodu w Arktyce: bezprecedensowe zjawisko czy naturalna zmienność? appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Co więcej, spadek różnicy temperatury między Arktyką a tropikami prowadzi do zmian w zachowaniu prądu strumieniowego, który zwalnia i meandruje (patrz Anomalie pogodowe, Arktyka i prąd strumieniowy), co prowadzi do częstszych i dłuższych blokad cyrkulacji atmosferycznej i w efekcie latem do uporczywych fal upałów i susz, zimą chłodu. W szczególności możemy mieć do czynienia z napływem ciepła daleko na północ, trwającym dłużej niż w minionych dekadach..

Warunki sprzyjające pożarom

W rezultacie regiony subarktyczne, takie jak Syberia, Kanada czy Alaska doświadczają intensywnych zmian. Jedną z nich jest coraz dłuższy i intensywniejszy sezon pożarów, któremu sprzyjają szczególnie ciepłe i suche wiosny oraz wcześnie kończące się roztopy śniegu.

Zmiany klimatyczne zachodzą zbyt szybko, by ekosystemy zdążyły się do tego dostosować. Wystawione już wczesną wiosną na bezprecedensowe w tych rejonach temperatury rzędu 30°C, drzewa tajgi stają się bardzo podatne na pożary. Obecny rok jest dobrym przykładem takich zjawisk. Temperatury w Arktyce są wyjątkowo
wysokie, a śniegu i lodu jest wyjątkowo mało.

Na początku maja w Kanadyjskiej prowincji Alberta wybuchły pożary lasów, które z powodu wysokich temperatur i silnego wiatru bardzo szybko zaczęły się rozprzestrzeniać.

Pomimo prób zatrzymania pożarów przez oddziały straży pożarnej, 2 maja pożary dotarły do Fort McMurray – liczącego 80 tysięcy mieszkańców miasta. Miasto zostało ewakuowane, a wiele domów uległo spaleniu.

Ironią jest, że Fort McMurray jest głównym ośrodkiem wydobycia ropy z piasków roponośnych, której wydobycie i spalanie powoduje wysoką emisję dwutlenku węgla, skutkującą zmianą klimatu, która z kolei nasila pożary w Kanadzie.

Lód w Arktyce: w najgorszym stanie w historii pomiarów

Po bardzo ciepłej (no, jak dla Arktyki – niezbyt chłodnej) zimie ilość lodu morskiego w Arktyce oraz jego zasięg są najmniejsze w historii.

Co będzie w kolejnych dniach? Prognozy temperatury powietrza dla regionu wyglądają bardziej jak lipcowe, fala upałów szybko się więc nie skończy.

Biorąc pod uwagę kiepski stan lodu na początku sezonu topnienia, wyjątkowo małą ilość śniegu oraz pożary (pochodząca z nich sadza przyciemnia lód i śnieg, zwiększając albedo i przyspieszają ctopnienie), można poważnie zastanawiać się, czy w tym roku padną kolejne rekordy pożarów oraz topnienia lodu i śniegu w Arktyce. Kwestię tę  dyskutowali niedawno naukowcy zebrani na zjeździe Europejskiej Unii Geofizycznej w Wiedniu.

O sytuacji w Arktyce będziemy okresowo informować. Bieżące informacje można śledzić na stronie Arktyczny Lód.

Hubert Bułgajewski, Marcin Popkiewicz

The post Ciepło w Arktyce: mniej śniegu, mniej lodu, więcej pożarów appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.