Kończąca się właśnie zima na polskim wybrzeżu była wyjątkowa. W rejonie Trójmiasta przez kilka tygodni plaże i morze pokryte były śniegiem i lodem. Pomimo siarczystego mrozu, niespotykane o tej porze roku tłumy ludzi podziwiały zmieniający się z dnia na dzień krajobraz. 

a)

b)

c)

d)

Ilustracja 1: Przykłady form lodu morskiego uchwycone podczas ostatniej zimy: (a) zwarta pokrywa lodowa utworzona ze zmrożonych ze sobą niewielkich krążków lodowych, z których większość to konglomerat jeszcze mniejszych krążków; ten rodzaj lodu jest czasami określany jako dragon skin (“skóra smoka”) ze względu na szorstką, nierówną powierzchnię przypominającą łuski; powstaje on na stromej, krótkiej fali podczas bardzo niskiej temperatury powietrza; (b) znacznie większe kry z przejrzystego lodu, powstałe w osłoniętej części sopockiej mariny; widoczne są przynajmniej dwa epizody, podczas których lód ten został połamany przez fale; charakterystyczne podniesione brzegi utworzone z pokruszonego lodu świadczą o wielokrotnych, ale niezbyt silnych zderzeniach między sąsiednimi krami; (c) efekt intensywnych opadów śniegu po okresie krótkotrwałej odwilży; woda z topnienia dużych kier o podwyższonych krawędziach zbiera się na ich powierzchni; przestrzenie między krami wypełnia mieszanina śryżu, śniegu i wody; (d) duże, pokryte śniegiem kry, z przestrzeniami pomiędzy nimi wypełnionymi grubym, ale stosunkowo przejrzystym lodem, powstałym w wyniku szybkiego spadku temperatury. a,b: Sopot, 2 lutego 2026; c: Orłowo, 8 lutego 2026; d: Sopot, 9 lutego 2026. Zdjęcia: A. Herman.

Lód przy polskim wybrzeżu

Kto przychodził nad morze regularnie, mógł zobaczyć rozmaite formy lodu morskiego: śryż, czyli mieszaninę wody i kryształów lodu, zachowującą się jak lepka ciecz; krążki lodowe, czyli stosunkowo niewielkie, przeważnie owalne kry o charakterystycznych podwyższonych brzegach; duże, grube kry w postaci wieloboków o ostrych krawędziach; lód nagi lub pokryty śniegiem, przejrzysty lub biały, zwarty lub rozproszony i swobodnie dryfujący. 

To, jaką postać przyjmuje lód w dynamicznych warunkach strefy brzegowej, jest efektem jego (często bardzo złożonej) historii, kształtowanej przez temperaturę wody i powietrza – okresy zamarzania i topnienia związane z cyklem dobowym i zmianami pogody – a także przez wiatr i fale. Falowanie wpływa na lód morski na bardzo wiele sposobów. Kry pękają przez wyginanie na fali, zderzają się ze sobą, są zalewane przez wodę, trą o siebie i nakładają się jedne na drugie. Efektem ubocznym ich zderzeń jest erozja ich krawędzi i powstawanie bardzo dużej liczby drobnych odłamków, które wypełniają przestrzenie między większymi krami i mogą przymarzać do ich dolnych powierzchni. 

Jak lód na morzu modyfikuje fale?

Wszystkie te procesy zachodzą kosztem energii fal, co oznacza, że prowadzą do ich tłumienia. Różne typy lodu tłumią fale w różny sposób (m.in. w wyniku tarcia lub rozpraszania energii fal na krawędziach kier) oraz z różną intensywnością, ale nawet stosunkowo cienka pokrywa lodowa czyni to bardzo efektywnie. 

Co istotne, skuteczność tłumienia bardzo silnie zależy od długości fali. Wywołane wiatrem krótkie zmarszczki na powierzchni wody po wejściu w lód zanikają na dystansie zaledwie paru metrów. Długie fale rozkołysu (tzw. martwa fala), takie, jakie występują na otwartych oceanach, mogą wchodzić w pokrywę lodową na odległość dziesiątek, a nawet setek kilometrów.W efekcie lód działa jak filtr, który usuwa krótkie fale, a przepuszcza te najdłuższe. Oznacza to, że obecność lodu zasadniczo zmienia charakter falowania. 

Na trójmiejskich plażach (a zwłaszcza na molo w Sopocie, Orłowie czy Brzeźnie) można było tej zimy obserwować efekty oddziaływań fal i lodu niemal codziennie. Pas lodu morskiego rzadko był szerszy niż kilkaset metrów, granica lodu była przeważnie w zasięgu wzroku, lecz dystans ten w zupełności wystarczał do całkowitej transformacji falowania. Fale nie docierały do plaży wcale albo docierały w postaci bardzo długich, łagodnych grzbietów. Przy braku pokrywy lodowej zdecydowana większość energii fal ulega dyssypacji (rozpraszaniu) w strefie przyboju, gdzie może być zużywana np. na transport osadu lub zalewanie i erozję brzegu. Obecność lodu zasadniczo zmienia sytuację, ponieważ stanowi on bardzo efektywny bufor chroniący brzeg, zwłaszcza w okresach sztormów.

a)

b)

Ilustracja 3: Fale w śryżu lodowym. Zwracają uwagę ich długie grzbiety i bardzo szerokie doliny. Tego dnia zasięg lodu morskiego wynosił zaledwie ok. 400 m (mniej niż długość molo w Sopocie). Wysokość docierających do brzegu długich fal była jeszcze na tyle duża, że ulegały one załamaniu – jednak ze względu na wysoką efektywną lepkość mieszaniny wody i lodu, załamanie zachodziło mniej gwałtownie, sprawiając wrażenie, że odbywa się w nieco zwolnionym tempie. Sopot, 2 lutego 2026. Zdjęcia: A. Herman.

Coraz mniej lodu a wybrzeża w Arktyce

Na wybrzeżu Zatoki Gdańskiej (i, ogólniej, południowego Bałtyku) nie ma to obecnie wielkiego znaczenia, ponieważ od bardzo wielu lat lód morski pojawia się tu tylko epizodycznie. Są jednak na świecie miejsca, gdzie sytuacja jest zupełnie inna. 

Zwiększenie narażenia wybrzeży na erozję spowodowaną falowaniem to jeden z bardzo istotnych aspektów zachodzących obecnie zmian klimatu w wielu rejonach Arktyki. Spadek zasięgu lodu morskiego prowadzi do powiększania się obszarów otwartej wody, a więc do rozwoju wyższych i dłuższych fal, które przy braku lodu bez przeszkód docierają do wybrzeży. Sytuację pogarsza fakt, że część tych wybrzeży staje się znacznie bardziej podatna na erozję w wyniku zaniku wieloletniej zmarzliny. W niektórych rejonach na północy Alaski, Kanady i Rosji brzegi morskie cofają się w tempie kilku do kilkunastu metrów rocznie.

Co zaobserwowaliśmy w okolicach Polskiej Stacji Polarnej?

Aby lepiej zrozumieć te procesy, badaliśmy w ostatnich latach zmiany zlodzenia, falowania i ewolucję brzegu w fiordzie Hornsund na Spitsbergenie, w rejonie Polskiej Stacji Polarnej. Zatoka Białego Niedźwiedzia (Isbjørnhamna), przy której znajduje się infrastruktura Stacji, jest szczególnie wyeksponowana na fale z południowego zachodu – kierunku, z którego do Spitsbergenu najczęściej docierają potężne sztormowe fale z północnego Atlantyku. 

Najwięcej sztormów występuje w sezonie jesienno-zimowym, od listopada do kwietnia. Są one też wtedy najsilniejsze, a towarzyszące im fale największe. Obserwacje i modele wskazują, że liczba i siła sztormów na północnym Atlantyku w ostatnich dziesięcioleciach nieznacznie wzrasta. Jednak nie to jest głównym problemem z punktu widzenia narażenia brzegów Hornsundu na erozję. Najbardziej istotna zmiana dotyczy warunków lodowych.

Lód napływający od morza

W okresie, który analizowaliśmy, czyli w latach 1979–2023, drastycznie zmieniły się warunki lodowe na wejściu do fiordu. W pierwszej części tego okresu, do roku 2005, pak lodowy o koncentracji powyżej 50% (czyli pokrywający co najmniej 50% powierzchni morza) utrzymywał się tam prawie nieprzerwanie przez kilka miesięcy w roku, głównie od stycznia do kwietnia – czyli przez większość sezonu sztormów. Liczba dni z pokrywą lodową w tym czasie stopniowo spadała, od ponad 4 miesięcy w roku na początku lat 80. XX wieku do około 2,5 miesiąca na początku lat 2000.. To bardzo wyraźny trend. Jednak najbardziej niepokojące jest to, co wydarzyło się po roku 2005: od tamtej pory liczba dni z lodem w ciągu sezonu zimowego bardzo rzadko przekracza 2 tygodnie. Zdarzają się zimy, kiedy lodu nie ma wcale. To nagłe „tąpnięcie” w szeregach czasowych zlodzenia u wybrzeży Spitsbergenu w 2005 roku jest tylko jednym z przejawów gwałtownych zmian, jakie nastąpiły wtedy na Morzu Barentsa i w całej Arktyce.

a)

b)

Ilustracja 4: Fale w Isbjørnhamnie podczas sztormu w marcu 2019 (zdjęcia: K. Ziemba).

Przyczyny tych zmian są bardzo złożone, związane zarówno z globalnym ociepleniem, z trendami w skali Arktyki, jak i lokalnymi zmianami cyrkulacji atmosferycznej i oceanicznej wokół Spitsbergenu. Skutki dla wybrzeży są bardzo znaczące – nasze obliczenia wskazują, że zarówno średnia, jak i ekstremalna wysokości fali oraz ilość energii docierającej do Isbjørnhamny w sezonie zimowym są obecnie o ok. 50% wyższe niż przed rokiem 2005.

Lód powstający przy brzegu

Lód na wodach Hornsundu to jednak nie tylko pak lodowy napływający do fiordu z otwartego morza. Lód tworzy się też lokalnie przez zamarzanie. W miejscach, do których dociera falowanie, tworzy się lepa lodowa, śryż i krążki lodowe, z których potem powstają większe kry – formy lodu analogiczne do tych, które można było w tym roku obserwować w Trójmieście. 

W osłoniętych zatokach fiordu powstaje przytwierdzony do brzegu tzw. lód stały, który utrzymuje się zazwyczaj od stycznia do czerwca. Z kolei w miesiącach letnich i jesiennych na wodach fiordu unoszą się bryły lodu z cieleń lodowców uchodzących do morza. Mają one nieregularne kształty i rozmiary, i często zalegają w zatokach, gdzie ulegają wytapianiu. Taki lód może być wyrzucany na brzeg, a nawet zmieniać powierzchnię plaży wygładzając sierpy plażowe lub wały sztormowe, tworząc bruzdy lub zagłębienia powstające po wytopieniu. 

W Isbjørnhamnie często przy brzegu obecny jest pas ‘growlersów’ (odłamków gór lodowych wystających ponad powierzchnię wody maksymalnie 1 m) utrudniający wodowanie łodzi. Nasze wyniki badań pokazały, że 53% lodu w Hornsundzie w latach 2012-2023 to lód dryfujący, 35% lód stały, a 8,5% lód lodowcowy.

a)

b)

Ilustracja 5: Odłamki lodu lodowcowego na plaży w Isbjørnhamnie we wrześniu 2022. Zdjęcia: Z. Świrad.

Badając erozję plaży w Isbjørnhamnie w latach 2018–2025, zaobserwowaliśmy, że po 7 latach obserwacji całkowite zmiany objętościowe materiału plażowego są bardzo niewielkie, pomimo dużych zmian w poszczególnych latach. Co druga zima (począwszy od 2018/2019) charakteryzowała się dużą sztormowością i małym zlodzeniem, a co druga (począwszy od 2019/2020) – dużym zlodzeniem i niską sztormowością. 

Wyniki pokazują, że obecnie lokalne warunki umożliwiające tworzenie się lodu wewnątrz fiordu chronią brzegi pomimo zanikającej pokrywy lodu dryfującego u wejścia do fiordu, jednak sytuacja może się zmienić w miarę dalszego wzrostu temperatury powietrza i wody w Hornsundzie. 

Już teraz widzimy duże zróżnicowanie przestrzenne erozji i akumulacji – istnieją tzw. hotspoty, gdzie zdarzenia erozyjne występują w niewielkich odstępach czasu, ale też obszary, gdzie materiał jest odkładany. Okresy, w których spodziewamy się wzmożonej erozji brzegów to sztormowy okres listopad – luty w latach, kiedy lód stały tworzy się późno oraz wolny od lodu morskiego okres wrzesień – październik w latach o nasilonych jesiennych sztormach.

Literatura

Herman, A., Swirad, Z. M. & Moskalik, M. Increased exposure of the shores of Hornsund (Svalbard) to wave action due to a rapid shift in sea ice conditions. Elementa: Science of the Anthropocene 13(1): 00067, https://doi.org/10.1525/elementa.2024.00067, 2025.

Swirad, Z M.., Herman, A., & Moskalik, M. Sub-monthly to inter-annual Arctic gravel beach change and controlling factors. EGU General Assembly 2026, Vienna, Austria, 3–8 May 2026, EGU26-2311, https://doi.org/10.5194/egusphere-egu26-2311, 2026.

Swirad Z. M., Johansson A. M. & Malnes E. Distribution of landfast, drift and glacier ice in Hornsund, Svalbard. The Cryosphere 20(1): 113-134, https://doi.org/10.5194/tc-20-113-2026 2026.

The post Jak lód morski wpływa na fale i chroni plaże? appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Mapy koncentracji lodu morskiego: po lewej według normy klimatologicznej (średnia z okresu 1991-2020), po prawej stan na 30 września 2024 roku; wraz z zaznaczonymi trasami Przejścia Północno-Zachodniego, drogi morskiej łączącej Ocean Spokojny z Oceanem Atlantyckim. Kółkami oznaczono lokalizacje gdzie wciąż może pojawiać się, przypływający z Oceanu Arktycznego, gruby lód wieloletni. Kolor niebieski oznacza rejony wolne od lodu, kolor czerwony odpowiada powierzchni wody pokrytej w większości przez lód.

W ostatnich latach szybko zachodzące w Arktyce ocieplenie klimatu spowodowało, że (ostrożna) żegluga przez Przejście stała się możliwa. Mapa po prawej stronie pokazuje warunki wczesną jesienią 2024 roku, kiedy w rejonie tym zaobserwowano najmniej lodu pływającego w historii obserwacji, a Przejście Północno-Zachodnie było otwarte nie tylko na dłuższej, południowej trasie, ale też praktycznie wolny od lodu był Kanał Parry’ego.

Źródło: State of the Climate in 2024, Bulletin of the American Meteorological Society.

W ramach akcji „Wykres na dziś” publikujemy wykresy i inne wizualizacje dotyczące zagadnień związanych ze zmianą klimatu. Mamy nadzieję, że prezentowane przez nas dane stanowić będą punkt wyjścia do szerokiej i opartej na faktach dyskusji na temat globalnego ocieplenia oraz możliwości jego ograniczenia. Akcję prowadzimy we współpracy z Komitetem ds. Kryzysu Klimatycznego Polskiej Akademii Nauk.

Zobacz wszystkie wizualizacje.

Ten wpis sfinansowaliśmy ze środków finansowych pochodzących z 1,5% podatku dochodowego od osób fizycznych przekazanych Fundacji Edukacji Klimatycznej. Dziękujemy!

The post Przejście Północno-Zachodnie w 2024 roku appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Mapy średniorocznych anomalii temperatury dla obszaru Arktyki, w latach 1905-2024. Kolor niebieski oznacza obszary w danym roku chłodniejsze niż w okresie referencyjnym 1951-1980, kolor czerwony — cieplejsze.

Tempo wzrostu temperatury Arktyki jest znacznie szybsze niż średnia globalna. Zjawisko to nazywamy arktycznym wzmocnieniem (Arctic amplification).

Źródło: Zachary Labe, dane: Berkeley Earth.

W ramach akcji „Wykres na dziś” publikujemy wykresy i inne wizualizacje dotyczące zagadnień związanych ze zmianą klimatu. Mamy nadzieję, że prezentowane przez nas dane stanowić będą punkt wyjścia do szerokiej i opartej na faktach dyskusji na temat globalnego ocieplenia oraz możliwości jego ograniczenia. Akcję prowadzimy we współpracy z Komitetem ds. Kryzysu Klimatycznego Polskiej Akademii Nauk.

Zobacz wszystkie wizualizacje.

Ten wpis sfinansowaliśmy ze środków finansowych pochodzących z 1,5% podatku dochodowego od osób fizycznych przekazanych Fundacji Edukacji Klimatycznej. Dziękujemy!

The post Arktyczne wzmocnienie appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Wykres dobowych wartości zasięgu lodu pływającego (powierzchni obszarów gdzie koncentracja lodu przekracza 15%) w Arktyce od października 1978 roku do początku marca 2025 roku.

Oś pozioma: kolejne dni roku. Oś pionowa: zasięg lodu pływającego (miliony kilometrów kwadratowych).

Linie różnych kolorów oznaczają dobowe wartości zasięgu lodu każdego roku, kolor czarny to dane z roku 2025 (do początku marca).

Źródło: EUMETSAT OSI SAF, wersja 2.2.

W ramach akcji „Wykres na dziś” publikujemy wykresy i inne wizualizacje dotyczące zagadnień związanych ze zmianą klimatu. Mamy nadzieję, że prezentowane przez nas dane stanowić będą punkt wyjścia do szerokiej i opartej na faktach dyskusji na temat globalnego ocieplenia oraz możliwości jego ograniczenia. Akcję prowadzimy we współpracy z Komitetem ds. Kryzysu Klimatycznego Polskiej Akademii Nauk.

Zobacz wszystkie wizualizacje.

Ten wpis sfinansowaliśmy ze środków finansowych pochodzących z 1,5% podatku dochodowego od osób fizycznych przekazanych Fundacji Edukacji Klimatycznej. Dziękujemy!

The post Dobowy zasięg lodu arktycznego 1978-2025 appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Materiał powstał podczas warsztatów komunikacji naukowej zmiany klimatu zorganizowanych przez Fundację Edukacji Klimatycznej i Naukę o klimacie. Swoją premierę miał 5 marca 2024 na antenie Radia Emaus. Możecie posłuchać go także bezpośrednio na Spotify.

Projekt finansowany przez Islandię, Liechtenstein i Norwegię z Funduszy EOG i Funduszy Norweskich w ramach Programu Aktywni Obywatele – Fundusz Regionalny

The post Czy noc polarna jest czasem uśpienia? appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Materiał powstał podczas warsztatów komunikacji naukowej zmiany klimatu zorganizowanych przez Fundację Edukacji Klimatycznej i Naukę o klimacie. Pierwotnie ukazał się w serwisie Śląska Opinia. Możecie posłuchać go także na Spotify.

Projekt finansowany przez Islandię, Liechtenstein i Norwegię z Funduszy EOG i Funduszy Norweskich w ramach Programu Aktywni Obywatele – Fundusz Regionalny

The post Naukowcy z Polski badają nowe lądy appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Pociągały go fiksacje własnej wyobraźni.

Barry Lopez, Arctic Dreams

Zimno przychodzi nagle, jakbyśmy wpłynęli do zamrażarki. I właściwie tak jest, bo, jak sądzę, przepłynęliśmy granicę frontu polarnego, czyli Antarktyczny Prąd Okołobiegunowy. Obiega on Antarktykę zgodnie z ruchem wskazówek zegara i odcina ją od ciepła napływającego z północy. Wytycza płynne granice pomiędzy Oceanem Południowym a Atlantykiem, Pacyfikiem i Oceanem Indyjskim.

Gdyby nie ten najpotężniejszy prąd morski Ziemi, Antarktyda – archipelag, który udaje kontynent – nie byłaby wciśnięta w ocean przez czapę lodu o przeszło trzykilometrowej grubości. Lód zaczął z niej spływać (bo lodowce płyną jak rzeki, tylko wolniej) blisko 40 milionów lat temu. Zaraz po tym, jak oderwały się od niej Australia oraz Ameryka Południowa i narodził się Antarktyczny Prąd Okołobiegunowy. Wcześniej porastały ją lasy, a jeszcze wcześniej żerowały w niej dinozaury, których szczątki naukowcy ciągle odkrywają na coraz słabiej zalodzonych wybrzeżach Antarktydy.

Polarny świat. Człowiek czuje się w nim jak w innym wymiarze.

Wielu polarników najbardziej porusza surowa przyroda nieożywiona – połączenie gór, śniegu, lodu i morza. Czasem zdarzają się też bliskie spotkania z przyrodą ożywioną. W Arktyce kołyszącym krokiem minie cię (oby) niedźwiedź polarny. W Antarktyce uwiedzie cię pingwin.

Przepływamy więc granicę Antarktyki. Wokół chilijskiego okrętu transportowego „Aquiles”, którym w styczniu 2017 roku razem z naukowcami i technikami płynę do „Arctowskiego”, krążą pingwiny oraz antarktyczne ptaki latające – warcabniki. Filmuję je, kiedy za burtą na sekundę wynurza się wieloryb. Dmucha wodą, łapie powietrze i ponownie chowa się w otchłani.

Żadne zwierzę nie łapie za gardło tak jak wieloryb.

*

Większości z tego, co przeżyjesz, nie opowiesz nikomu. Nikomu.

– Czuję się czasem jak Włóczykij z Muminków. – Siwą brodę pokrywającą twarz profesora Jana Marcina Węsławskiego marszczy delikatny uśmiech. Niedoszły zdobywca żółtej plastikowej kaczuszki od blisko czterech dekad bada północny „kraniec” świata, czyli Arktykę.

Włóczykij wędruje po świecie, ale każdej wiosny wraca do swoich przyjaciół z Doliny. A ci mają do niego pretensje, że nie chce im opowiadać o tym, co zobaczył podczas podróży. Na co Włóczykij tłumaczy, że gdyby o wszystkim opowiadał, toby pamiętał tylko własne słowa!

Ale słowa bez problemu wypływają z głowy Węsławskiego.

– Bo trzymanie w sobie tych wszystkich przeżyć zawsze wydawało mi się nie w porządku – tłumaczy biolog morza. Z bardziej introwertycznego profesora Waldemara Walczowskiego, oceanografa fizycznego również pracującego w Instytucie Oceanologii PAN w Sopocie, słowa trzeba wręcz wydzierać. Zarzuca się na nie przynętę i wyłapuje jak przyczajone przy morskim dnie drapieżne dorsze. Choć siedzimy w trójkę w gabinecie dyrektorskim Węsławskiego.

– Kiedyś uważałem, że tylko otwarty ocean się liczy. – Walczowski kiwa głową. – Teraz coraz chętniej pcham się do fiordów, pod lodowce. Chcę je widzieć i słyszeć. Chcę je czuć.

Póki są.

Walczowski, surowy wąsacz po sześćdziesiątce, spędza w Arktyce każde lato. Od blisko ćwierć wieku żegluje ze swoją ekipą naukową po morzach nordyckich, w Stanach Zjednoczonych zwanych GIN Seas bo opływają Grenlandię, Islandię i Norwegię. Płynie z Półwyspu Skandynawskiego do archipelagu Svalbard (jego największą wyspą jest Spitsbergen), każdego roku zatrzymując się po drodze w tych samych miejscach na oceanie, określonych długością i szerokością geograficzną. Na różnych głębokościach Walczowski mierzy zasolenie i temperaturę wody morskiej. Dzięki temu ma wieloletnią perspektywę na zmiany zachodzące w ciepłych i słonych wlewach wody z Atlantyku do Arktyki, wędrujących przez skomplikowany i rozgałęziony niczym korzenie prastarego drzewa system prądów morskich, który często określa się słowem wytrychem Golfsztrom.

To Walczowski zakaził mnie gorączką polarną.

W 2008 roku, po opublikowaniu przez „Gazetę Wyborczą” mojego tekstu o znikającym lodzie morskim na Oceanie Arktycznym (Rosjanie ciągle mówią nań Ocean Lodowaty – ciekawe, jak długo jeszcze), do redakcji napisał naukowiec. Walczowski, wtedy jeszcze doktor, płynął właśnie na kanadyjskim lodołamaczu przez Arktykę. „Zabawnie się czyta o kurczącej się pokrywie lodowej, kiedy musisz przez nią się przedzierać” – konstatował w mejlu.

Wymieniliśmy ich wtedy kilka. Od słowa do słowa zaproponował mi, żebym popłynął z nim i jego ekipą do Arktyki.

„Pomyślałem sobie, że pożegluję nieco po morzach. (…) Może dla innych ludzi rzeczy tego rodzaju nie stanowiłyby zachęty, ale jeśli o mnie idzie, to trapiony jestem wiecznotrwałą tęsknotą za tym, co dalekie”¹.

Latem 2009 roku podróż statkiem badawczym „Oceania” należącym do Instytutu Oceanologii wyrwała mi trzy tygodnie z normalnego życia.

Przez pierwszy tydzień leżałem złożony chorobą morską. Spędzałem całe dnie, umartwiając się, co też najlepszego narobiłem. Trzeba było siedzieć na dupie w domu! Po pewnym czasie dowiedziałem się, że marynarze robią sobie ze mnie jaja.

– Mamy taki pomysł, żebyś swój artykuł zatytułował Widziane z koi – śmiał się jeden z nich.

– Ja na szczęście nigdy nie mam choroby morskiej – mówi doktor Emily Shuckburgh, matematyczka, oceanografka i klimatolożka, z którą lata później spotykam się w kafeterii Brytyjskiej Służby Antarktycznej w Cambridge.

Kiedy opowiada mi o swojej pracy, ciągle rysuje – w powietrzu i na stole – figury geometryczne. Jej dłonie nie lubią spokoju i, jak się wydaje, próbują nadążyć za głową.

Czy matematyk widzi świat pod postacią równań? – pytam, obserwując ją z zaciekawieniem.

– Nie – śmieje się po chwili wahania. I zaraz zaczyna opowiadać, jak zrozumiała, że sama jest częścią równania. – Najpierw interesowałam się cyrkulacją powietrza. Z punktu widzenia matematyki czy fizyki atmosfera jest jak ocean. Zachowanie obu opisuje dziedzina fizyki zwana dynamiką płynów – wyjaśnia badaczka.

Pewnie miałbym problem z wyobrażeniem sobie płynnych ruchów mas powietrza, gdyby nie to, że lata wcześniej zwiedzałem amerykańskie Narodowe Centrum Badań Atmosfery w Boulder. Mają tam na wystawie globus wypełniony cieczą. Wystarczy nim zakręcić, żeby zobaczyć, jak siła Coriolisa tworzy atmosferyczne wiry, które nazywamy wyżami i niżami. Małe robaczki i większe węże płynu wędrują we wszystkie strony świata.

Formowane również przez różnice w nasłonecznieniu wyże i niże tworzą silnik atmosferyczny, który razem z chmurami – prawdziwymi maszynami parowymi nieba – zabiera masy powietrza w podróż naokoło Ziemi i zmienia nam pogodę.

To już wiemy. Ale podobne wiry – tym razem wodne – powstają w oceanie. To właśnie na Oceanie Południowym Shuckburgh zdała sobie sprawę, że jest częścią równania.

– Interesowały mnie procesy mieszania się różnych warstw oceanu – opowiada. – Decydują one nie tylko o powstawaniu prądów morskich i o klimacie (bo w ramach tych procesów ocean pobiera z atmosfery i oddaje do niej ciepło oraz dwutlenek węgla), ale także roznoszą składniki odżywcze. Zanim jeszcze popłynęłam do Antarktyki, oglądałam zdjęcia satelitarne oceanu, na których świetnie widać prądy morskie…

Jak to? – przerywam. Trudno mi sobie wyobrazić, że mędrca szkiełko i oko potrafi dostrzec oceaniczne rzeki aż z orbity okołoziemskiej.

Shuckburgh tłumaczy, że satelity w różnych miejscach mierzą poziom morza. Dzięki temu wiemy, że i ocean ma swoje wyże i niże, a więc wiry, wokół których kręcą się masy wody morskiej. Dla oceanografa takie zdjęcie wygląda jak mapa synoptyczna pokazywana w telewizyjnej prognozie pogody, z wyżami i niżami atmosferycznymi, wokół których szaleją masy powietrza przynoszące słońce albo chmury. To wszystko widać, oczywiście, tylko ze statku kosmicznego. Z morskiego cała ta układanka jest niedostrzegalna.

Bo jest się jej częścią?

– Dokładnie. – Uczona wbija w powietrze tuż przed moim nosem swój palec wskazujący. – Aby więc ją zobaczyć, wrzucaliśmy do wody… żółte kaczuszki.

No nie. Znowu?!

– Żółte gumowe kaczuszki – śmieje się Shuckburgh. – Marynarze na naszym statku pukali się w czoła. A to były sondy. Wyposażyliśmy je w nadajniki GPS, dzięki czemu mogliśmy zobaczyć, dokąd popłyną – i czy popłyną tam, gdzie sądziliśmy, że popłyną, patrząc na zdjęcia satelitarne. Choć uczeni wyrzucili je jednocześnie i kaczuszki wylądowały w wodzie prawie w tym samym miejscu, to po pół roku jedna z nich dopłynęła do Afryki, druga ciągle kręciła się koło Falklandów, a trzecia była o tysiące kilometrów dalej.

Dynamiką płynów rządzi chaos, jak udowodniła już inna żółta kaczuszka (plastikowa), której nie udało nam się odnaleźć na arktycznej Ziemi Księcia Karola. A oceanem rządzą rzeki prądów morskich.

– Prądy morskie nie są po prostu rzekami płynącymi w oceanie, jak to sobie kiedyś wyobrażano i jak ciągle pokazują różne schematy – poprawia mnie stanowczo profesor Waldemar Walczowski. – Przypominają raczej skupiska wirów. Cyrkulacja oceaniczna jest o wiele bardziej skomplikowana, niż się wydaje nawet naukowcom.

*

Trudno w to uwierzyć, ale jeszcze kilka dekad temu dla meteorologów i klimatologów było niepojęte, jak ogromne znaczenie ma ocean dla klimatu.

– Kiedy dwie dekady temu napisałem doktorat, mój szef go przeczytał i mówi: „Fantastyczna praca, fantastyczna, ale czy pan naprawdę wierzy, że woda ma takie znaczenie dla klimatu?”. Nawet do oceanografów nie docierało, jak ocean jest ważny! – peroruje Walczowski. – A przecież już wiek temu Fridtjof Nansen mówił, że zmiana cyrkulacji oceanicznej musi się odbić na zmianie klimatu. Ale on był wizjonerem, który potrafił wyczuć różne procesy i rozumiał, że klimat oraz ocean to naczynia połączone.

Doskonale to widać w rejonie Arktyki, dla którego Walczowski poświęca każde lato. Przez szeroko otwartą bramę pomiędzy Grenlandią a Svalbardem do Oceanu Arktycznego wlewają się masy ciepłej i słonej wody płynącej systemem prądów morskich z Atlantyku. Im dalej w Arktykę wlewa się woda atlantycka, tym mniej lodu morskiego pokrywającego Ocean Arktyczny.

Obecnie wiemy, że atmosfera odpowiada głównie za pogodę – dynamiczne procesy, które decydują o tym, że dzisiaj jest cieplej albo chłodniej, niż było wczoraj. Natomiast ocean działa wolniej, ale przenosi znacznie więcej energii niż atmosfera i mocno wpływa na klimat. Zbiera ciepło z rejonu pomiędzy zwrotnikami, a potem przenosi je w stronę chłodniejszych rejonów polarnych, by tam oddać je atmosferze.

Kiedy w Arktyce i Antarktyce woda morska oddaje ciepło, to sama się schładza. Przy tym paruje, robi się więc również bardziej słona. Gęstnieje. Tonie. A potem wraca w stronę równika jako gęsta woda głębinowa. Miejsca, w których tworzy się woda głębinowa, nazywamy kominami konwekcyjnymi.

Takie kominy są świetnie widoczne na powierzchni oceanu. Miałem okazję je podziwiać na Morzu Barentsa niedaleko norweskiego Kirkenes. Morze jest tam pokryte przez mgłę, tak zwany dym morski. Ta mgła to unosząca się z relatywnie ciepłego oceanu para wodna, która po zetknięciu z zimnym powietrzem się skrapla i podczas przemiany fazowej z gazu w ciecz oddaje swoje ciepło atmosferze.

Każdy może zresztą przeprowadzić w domu eksperyment, żeby zobaczyć ten proces z bliska. Wystarczy zrobić sobie gorącą kąpiel w chłodnej łazience – efekt będzie taki sam. Jak pamiętamy, podobnie przebiega wymiana energii w chmurach.

– Atlantyk, choć ma mniejszą powierzchnię od Pacyfiku, odgrywa kluczową rolę w procesie powstawania wody głębinowej – tłumaczy Walczowski. – A to dlatego, że jest oceanem otwartym zarówno na Arktykę, jak i na Antarktykę, w związku z tym przenosi do rejonów polarnych ogromne ilości ciepła. Jest więc najmocniejszym silnikiem napędzającym obieg wody w oceanie i ogrzewającym rejony okołobiegunowe.

Kiedyś ten cały globalny pas transmisyjny wody oceanicznej nazywano cyrkulacją termohalinową, w skrócie THC (co kojarzy się z pewną substancją rozluźniającą). Miała być ona zależna jedynie od różnic temperatury i zasolenia wody morskiej, które przekładają się na różnice w jej gęstości. Dzisiaj mówi się już raczej o cyrkulacji zwrotnej albo po prostu o cyrkulacji oceanicznej, bo wiadomo, że ogromną rolę w napędzaniu oceanu odgrywa też wiatr, który pcha prądy powierzchniowe.

Choć cyrkulacja oceaniczna to pętla, więc nie ma początku ani końca, to dla ułatwienia można przyjąć, że zaczyna się w okolicach równika na Atlantyku. To stamtąd ciepła i słona woda wyrusza na północ. Niesie tyle ciepła, że gdyby nie grzejąca nas atlantycka sieć prądów morskich, Europa byłaby chłodniejsza o blisko 5 stopni Celsjusza.

Czy to dużo?

– Bardzo! – Uczony lekko podnosi głos. – Nie wolno mylić średniorocznej temperatury, którą wyznacza klimat, z wahaniami pogody z dnia na dzień.

Blisko 20 tysięcy lat temu, kiedy świat był u szczytu ostatniej epoki lodowej, średnia temperatura Ziemi była „tylko” o 6-7 stopni niższa od dzisiejszej. Mówimy więc o ilości energii, która decyduje o tym, czy żyjemy w epoce lodowej, czy w interglacjale.

Niepoślednią rolę w wymianie energii pomiędzy oceanem a atmosferą odgrywa też lód morski. Wytrąca się z niego solanka, która tonie i pomaga w tworzeniu wody głębinowej (dlatego stary lód morski nie jest słony i – jak mawiają brytyjscy marynarze – jednorocznym można się myć, dwuletni pić, a trzyletni dodawać do whisky). Lód nie tylko miesza więc morzem tam, gdzie topnieje, ale też dolewa paliwa do silnika całej cyrkulacji oceanicznej.

Spływanie solanki z lodu morskiego to widok niesłychanie spektakularny. W jednym z seriali przyrodniczych BBC zjawisko to wyjaśniał David Attenborough. Sopel ciężkiej i zimnej solanki mrozi otaczającą go wodę, a kiedy na płyciznach dotrze do dna morskiego, ścina całe życie, którego dotyka.

Poza tym lód morski izoluje ocean od atmosfery i mocno ogranicza wymianę ciepła między nimi. W Arktyce ta cała dynamika obecnie się zmienia, bo lodu morskiego jest tam coraz mniej – szczególnie tego wieloletniego.

Czy zatem globalne ocieplenie spowolni cyrkulację oceaniczną (i w Europie będziemy mieli lokalne ochłodzenie), czy wręcz ją przyspieszy?

W publikacji z lutego 2021 roku² uczeni z Irlandii, Niemiec i Wielkiej Brytanii przekonywali, że cyrkulacja wody w samym Atlantyku (tak zwany AMOC, czyli Atlantic Meridional Overturning Circulation) jest obecnie najsłabsza od tysiąca lat. Globalne ocieplenie i spływanie do oceanu coraz większych ilości słodkiej wody – między innymi z lądolodu grenlandzkiego – zaburza proces topienia w Arktyce ciężkiej słonej wody atlantyckiej. Dlatego AMOC może osłabnąć jeszcze bardziej – według obliczeń uczonych o 34-45 procent.

Co się wtedy stanie? Autorzy badania przedstawili różne możliwości – znaczne nagromadzenie wody morskiej u wschodniego wybrzeża Stanów Zjednoczonych i mocniejsze od średniej podniesienie się tam lustra oceanu, a także dalsze rozchwianie pogody w Europie, w tym wzmocnienie zimowych sztormów lub fal upału i susz latem. Ale nic dokładniejszego nie potrafili napisać.

– Bo tak naprawdę nie mamy pojęcia, jak globalne ocieplenie wpłynie na cyrkulację oceaniczną. Ciągle brakuje nam danych pomiarowych dotyczących zmian zachodzących w oceanie – mówi Walczowski, który na ich zbieranie poświęcił swoją karierę zawodową.

Dzięki systemowi Argo dość dobrze orientujemy się w tym, co się dzieje do głębokości 2 tysięcy metrów. O tym, co jest niżej, wiemy bardzo mało – wiedzę zdobywamy tylko dzięki rejsom, podczas których ludzie z krwi i kości opuszczają w głębiny sondy badawcze.

Z tych ograniczonych badań wiadomo, że wody głębinowe obecnie mocno się nagrzewają. Ponad 90 procent nadmiaru energii, która zostaje w systemie klimatycznym z powodu coraz grubszej kołdry gazów cieplarnianych okrywającej Ziemię, jest pochłaniane przez ocean. W publikacji z 2020 roku naukowcy ze Stanów Zjednoczonych i Chin opisali tę wartość zgrabną metaforą: ilość energii, którą wpompowaliśmy do oceanu w ostatnim ćwierćwieczu, jest równa energii wyzwolonej podczas eksplozji 3,6 miliarda bomb atomowych zrzuconych na Hiroszimę³.

*

Pokrywający 71 procent powierzchni Ziemi ocean to w dużej mierze ciągle terra incognita. Nasza wiedza o tym, co w nim się dzieje, to ledwie kropla w morzu.

– To prawda, ale muszę usprawiedliwić oceanografów – uśmiecha się profesor Jan Marcin Węsławski.

Jak tłumaczy, zgodnie z metodą naukową – obserwuj, postaw hipotezę, potwierdź ją eksperymentalnie, poddaj krytyce, powtórz eksperyment – bada się ocean dopiero od połowy XIX wieku. Przez większość tego czasu podglądano wody przybrzeżne. A najważniejsze tajemnice kryją się na dużych głębokościach, w miejscach bardzo odległych i nawet dzisiaj niesłychanie trudno dostępnych. Ocean ma średnio 4 tysiące metrów głębokości, ale naukowcy rzadko docierają tak daleko. Dość dobrze rozpoznali ekosystemy istniejące do głębokości 200 metrów. Im głębiej, tym mniej wiedzą.

Dlaczego to źle?

Według Węsławskiego na przykład dlatego, że firmy wydobywające surowce mineralne mają ogromny apetyt na wykorzystanie złóż, choćby rzadkich metali spoczywających na dnie oceanu, na głębokości 4-5 tysięcy metrów. Nawet nie wiadomo, co tam żyje. Jeśli więc „górnicy głębinowi” zaczną ryć oceaniczne dno, mogą zniszczyć coś, co rosło przez tysiące lat.

Organizmy głębinowe egzystują w bardzo trudnych warunkach, w środowisku, w którym jest niewiele pokarmu. Żyją więc bardzo powoli i długo. Właściwie trwają, a nie żyją. Czekają na resztki pokarmu spadające z góry – padłego wieloryba albo tonący statek pełen ludzi. Inne mogą mieć gdzieś to, co dzieje się na górze, bo czerpią składniki odżywcze z tej odrobiny pokarmu, która leży na dnie.

Przykładem takiego głębinowego, ale jednak spektakularnego życia są koralowce zimnych mórz rosnące na północnym Atlantyku na głębokości 2-3 tysięcy metrów. Wyglądają jak drzewa, mają nawet do 30 metrów wysokości. To jedne z najstarszych zwierząt żyjących obecnie na Ziemi, jeśli nie najstarsze. Wiele z nich ma po kilka tysięcy lat.

– Nikt ich, oczywiście, nie może obejrzeć, więc opinia publiczna nie ma pojęcia, że człowiek zagraża temu ekosystemowi, tak jak zagraża choćby Puszczy Białowieskiej oraz lasom tropikalnym – zauważa Węsławski. Gdyby po takich rafach przejechał trawler rybacki, byłoby po nich.

– Podwodny, głębinowy świat to prawdziwa alternatywna rzeczywistość. – Słowa biologa morza atakują moją wyobraźnię.

To świat pełen chemosyntezujących organizmów, które do życia nie potrzebują nawet światła słonecznego i jedzą związki chemiczne czy pierwiastki wypłukiwane przez wodę ze skorupy ziemskiej. Gdyby na powierzchni Ziemi przytrafiła się jakaś katastrofa, na przykład światowa wojna nuklearna, i wyginęlibyśmy razem z innymi gatunkami zwierząt, a także roślinami i mikrobami, życie przetrwałoby właśnie w głębinach.

Ale czy globalne ocieplenie nie zagraża dzisiejszemu życiu w oceanie?

– Zagraża – kiwa głową uczony.

Między innymi dlatego, że w cieplejszej wodzie gorzej rozpuszczają się gazy, przede wszystkim tlen. Poza tym bez zimnych stref polarnych ocean nie chciałby się mieszać. Byłby jak jezioro, w którym ciepło z warstw powierzchniowych nie może się przedostać do warstw niższych, a zimna woda z dołu, w której tlen dobrze by się rozpuścił, nie może wypłynąć na górę.

Tak właśnie wyglądają morza półzamknięte, na przykład Morze Czarne. Życie koncentruje się w nim na głębokości do 200 metrów. Niżej – a Morze Czarne ma 2 tysiące metrów głębokości – nie ma tlenu, jest za to dużo siarkowodoru. Żyją więc tam tylko bakterie i kilka gatunków nicieni.

Do Morza Czarnego upodabnia się teraz Bałtyk, bo wpływa do niego coraz mniej słonej i dobrze natlenionej wody z Morza Północnego, a sam szybko się nagrzewa i zimą coraz rzadziej zamarza. Tak zresztą wyglądał cały ocean w ciepłej erze mezozoicznej, kiedy Ziemią rządziły dinozaury.

A dlaczego, z czego niewiele osób zdaje sobie sprawę, dzisiaj ocean jest w większości pustynią, a życie rozkwita w nim w tych miejscach, gdzie znajdują się oazy płytkich tropikalnych raf koralowych albo w rejonach polarnych?

Ocean jest pełen życia głównie na szelfach kontynentalnych, przy brzegach. Tam jest dobrze naświetlony (do głębokości 50 metrów), więc rośliny czy bakterie mogą korzystać z fotosyntezy. Do życia potrzebują jednak jeszcze związków azotu i fosforu. A te albo spływają z lądu, albo są wynoszone z dna przez prądy morskie napotykające barierę szelfów. Ekosystem oceanu, żeby żyć, musi być w ruchu.

Silniki, które ten ruch napędzają, znajdują się w Arktyce i Antarktyce. To tam dochodzi do schładzania i tonięcia wody napływającej z okolic międzyzwrotnikowych.

*

Po tygodniu arktycznej podróży morskiej w 2009 roku zmartwychwstałem. Wzburzony ocean nie rzucał mnie już na kolana. Talerze, filiżanki i miski, które podczas obiadu próbowały się ześliznąć po mokrych obrusach, sprawiały, że gęba mi się uśmiechała. Znowu mogłem jeść. Dziób „Oceanii” ciął morze, bujając się w górę i w dół na szarych oraz białych falach, i wywoływał mój zachwyt. A kiedy nocą fale zaczynały łomotać w cienką stalową burtę, która dzieliła mnie od oceanu, i moja koja chybotała się jak kołyska, po prostu zapierałem się w niej nogami i rękami. Spałem jak niemowlę.

Po przeszło dwóch tygodniach zygzakowatego rejsu po morzach nordyckich, podczas którego przepłynęliśmy przez prawie wszystkie punkty pomiarowe na mapie Waldemara Walczowskiego, dotarliśmy wreszcie do południowych brzegów Spitsbergenu. Pogoda była przepiękna, powietrze krystaliczne, a widzialność – wybitna.

Lodowy brzeg wydawał się na wyciągnięcie ręki. Byłem pewien, że dałoby się do niego dopłynąć wpław. Korciło mnie, żeby wskoczyć do wody. Jej temperatura nie przekraczała 2 stopni Celsjusza. Bez kombinezonu chroniącego przed przemoczeniem i ciepłych ubrań pod spodem przetrwałbym w niej ledwie kilka minut. Poszedłem do kokpitu i spojrzałem na elektroniczną mapę. Okazało się, że od Spitsbergenu dzieliło nas 30 mil morskich, czyli około 55 kilometrów.

– Wszyscy to przeżywaliśmy podczas pierwszej podróży w rejony polarne – wiele lat później wyjaśnia mi profesor Julian Dowdeswell, dyrektor Instytutu Badań Polarnych imienia Scotta na Uniwersytecie w Cambridge. – Po prostu nie da się tam ocenić odległości. Powietrze jest tak krystalicznie czyste, jakby go w ogóle nie było – tłumaczy.

Jak opowiada Dowdeswell, w 1958 roku słynny brytyjski uczony, eksplorator i polarnik (późniejszy sir) Vivian Fuchs prowadził pierwszą udaną wyprawę, która przeszła Antarktydę z jednego wybrzeża na przeciwne, zaliczając po drodze biegun południowy. Pewnego wieczoru, kiedy jego karawana zatrzymała się na noc, dostrzegł niedaleko kamień wystający z lodu. Ponieważ był geologiem, poszedł, żeby go obejrzeć i pobrać próbki.

Po półgodzinnym marszu Fuchs ciągle szedł, a kamień był tak samo daleko jak na początku. Bo to wcale nie był kamień, tylko góra oddalona o blisko 50 kilometrów!

Śmiejemy się.

Przede mną i przed „Oceanią” jeszcze krótki postój w Polskiej Stacji Polarnej w Hornsundzie. Następnie po kilku kolejnych dniach rejsu mieliśmy dotrzeć do Longyearbyen, stolicy archipelagu Svalbard. Przez następny miesiąc polscy naukowcy zamierzali zbadać oceaniczne otchłanie rozciągające się na północ od Spitsbergenu, tam, gdzie Atlantyk łączy się z Oceanem Arktycznym. Jednak moja podróż dobiegała końca.

– Jaka podróż?! – żachnął się wtedy Walczowski.

– Prawdziwy rejs zaczyna się po trzech miesiącach. Wcześniej to ledwie wycieczka.

Niestety, w Longyearbyen musiałem zejść na ląd i wrócić samolotem do Polski. Stałem więc na brzegu i machałem do oddalającej się bezpowrotnie „Oceanii”. A potem pomaszerowałem do tego dziwnego miasteczka przyklejonego do stromych górskich ścian. Wyglądało jak ludzki przyczółek na Księżycu.

To była miłość od pierwszego wejrzenia.

– Złapałeś bakcyla? – jeszcze na statku Ilona Goszczko, ówczesna zastępczyni Walczowskiego na „Oceanii”, uśmiechnęła się do mnie na pożegnanie. – Svalbardzkiego bakcyla?

Potem dowiedziałem się od innych ogarniętych tą obsesją, że chodzi raczej o gorączkę polarną, bo trawi ona również podróżników do Antarktyki. Sam lubię nazywać ją „przeziębieniem”. Jeśli je złapiesz, to po prostu musisz wracać do surowego polarnego świata. Raz pojechałeś w to zimno i przepadłeś. Od tej pory polarny bakcyl decyduje o twoim życiu.

Zamarzło.

To miłość nie tylko romantyczna (choć lodowata). W Arktyce i Antarktyce decyduje się dziś przyszłość świata. Arktyka i rejon Półwyspu Antarktycznego ogrzewają się dwu-, trzykrotnie szybciej niż średnio cała Ziemia. Nie tylko decydują o klimacie, ale ciągle jest w nich tyle lodu lądowego, że gdyby cały spłynął do oceanu, podniósłby średni poziom morza o kilkanaście metrów. Wiele wskazuje na to, że z takim wzrostem będą musieli się zmierzyć nasi potomkowie w kolejnych stuleciach. Polarne lodowce topnieją w coraz bardziej wariackim tempie. A ponieważ ich języki dotykają oceanu, to na dodatek od spodu podmywa je coraz cieplejsza woda morska.

– Silniki oceanu przenoszą ogromne ilości energii, ale mielą bardzo powoli. Kropli wody, która dryfuje w oceanie, opłynięcie kuli ziemskiej zajmuje tysiące lat. – Profesor Jan Marcin Węsławski spogląda na mnie spokojnie.

A my próbujemy ją złapać i w swoim krótkim życiu zrozumieć, dokąd zmierza.

Tomasz Ulanowski

To był tylko fragment! Jeśli chcecie dowiedzieć się, o co chodzi z gumowymi kaczuszkami i jakich jeszcze naukowców spotkał na swojej drodze Tomasz Ulanowski, możecie już teraz zamówić książkę „Ostatnia minuta. Pieszo przez antropocen” na stronie wydawcy. Nauka o klimacie jest patronem medialnym książki.

The post Ocean coraz mniej lodowaty – fragment książki „Ostatnia minuta” Tomasza Ulanowskiego appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Delikatny pancerz

Lód morski, cienka na centymetry lub metry warstwa lodu dryfująca na powierzchni mórz, to bardzo ważny element przyrody Ziemi. Jego jasna powierzchnia, odbijająca w przestrzeń kosmiczną zdecydowaną większość dopływającej w region bieguna energii słonecznej, nie pozwala nagrzewać się leżącej pod nim wodzie. Mówiąc wprost – cienki i delikatny lodowy pancerz na górze globusa jest chłodnicą dla półkuli północnej, w tym dla Polski. Od jego stanu w dużym stopniu zależy jakie będzie lato w Europie, Ameryce Północnej i w znacznej części Azji. Lód morski bierze także udział w rozprowadzaniu wód oceanicznych i ciepła po całym świecie oraz jest kluczowym środowiskiem życia dla przeróżnych stworzeń, m.in. niedźwiedzi polarnych, morsów, fok, narwali oraz wielu gatunków ptaków, ryb i mikroorganizmów. To naprawdę istotna sprawa dla nas wszystkich, choć hashtagi #seaice i #arctic nie należą do najpopularniejszych w mediach społecznościowych.

Lód morski powstaje przez wychłodzenie wody do ok. –2°C i zamarznięcie jej przypowierzchniowej warstwy. Odróżnia to lód morski od lodowców, które powstają na lądzie z gromadzenia i przekształcania śniegu. W Arktyce warunki do rozwoju potężnej pokrywy lodu morskiego były przez wieki i tysiąclecia idealne: wielki Ocean Arktyczny otaczający biegun północny w promieniu 700–2200 kilometrów, trzaskające mrozy podczas wielomiesięcznej i ciemnej zimy oraz letnie temperatury przekraczające zero stopni Celsjusza o zaledwie kilka kresek. Ostatnio jednak sytuacja zmieniła się. Dostające się do atmosfery dodatkowe, „ludzkie” emisje dwutlenku węgla, silnego gazu cieplarnianego, wyjątkowo mocno zwiększyły temperatury w Arktyce. Tak wydajnie, że Arktyka ogrzewa się współcześnie dwa-trzy razy szybciej niż reszta świata.

Topniejąca Arktyka

Dobre spojrzenie na stan lodu morskiego mamy od końca lat 1970. Od tego czasu satelity podglądają go w sposób ciągły dzięki mikrofalom, dla których przeszkodą nie jest ani zachmurzenie, ani mrok polarnej nocy. Dzięki tym obserwacjom wiemy co dzieje się z pokrywą lodu na Oceanie Arktycznym i widzimy jego roczne „tętno” – gdy rośnie zimą i maleje latem. Dla każdego dnia obliczane są: całkowita powierzchnia zajmowana przez lód oraz jego przestrzenny zasięg, a najwyższe z zaobserwowanych w danym roku wartości (przypadające na koniec nocy polarnej, czyli marzec) trafiają do annałów jako roczne maksima lodu morskiego. Porównanie marcowych maksimów zasięgu na przestrzeni ostatnich dekad pokazuje negatywny trend (dane Sea Ice Index, NSIDC, Rys. 2):
• lata 1980.: średnio 16,1 mln km²,
• lata 1990.: średnio 15,8 mln km² ,
• lata 2000.: średnio 15,3 mln km² ,
• lata 2010.: średnio 14,9 mln km² .

Pod koniec dnia polarnego, tj. we wrześniu, gdy po kilku miesiącach topnienia powierzchnia i zasięg przestrzenny lodu są najniższe, lód osiąga roczne minimum. To właśnie o tej porze roku zmiany są najbardziej niepokojące. Minimum zasięgu szybko spada (Rys. 2):
• w latach 1980. wynosiło średnio 7,0 mln km² ,
• w latach 1990. średnio 6,4 mln km² ,
• w latach 2000. średnio 5,5 mln km² ,
• w latach 2010. średnio 4,4 mln km² .

Średnio tracimy zatem kilkanaście procent letniej pokrywy lodowej na dekadę, a to właśnie latem arktycznego lodu świat potrzebuje najbardziej, bo przecież to wtedy dopływ energii słonecznej do Arktyki jest największy (w czerwcu na biegunie północnym jest nawet większy niż na równiku). Prawdopodobnym jest więc, że przy obecnym kursie cywilizacji, tj. przy wciąż rosnących emisjach CO2 i dalszym podgrzewaniu atmosfery, lodu morskiego będzie latem tak mało, że statki będą mogły pływać przez biegun północny bez asysty lodołamaczy jeszcze przed 2050 rokiem. Zanik letniej pokrywy lodowej byłby niewątpliwie kamieniem milowym transformacji Ziemi przez człowieka, o niezwykle negatywnych konsekwencjach dla bilansu energetycznego regionu i planety oraz dla całego ekosystemu Arktyki.

W przewidywaniach tych jest jednak jeden wyjątek, w którym można upatrywać nadziei dla tych gatunków, które od kry są uzależnione. To północne wybrzeża wysp Kanady i Grenlandii, do których prądy spychają mnóstwo lodowych kier z całego Oceanu Arktycznego. Dzięki ich ciągłym kolizjom i chłodnym warunkom grubość lodu morskiego jest tu największa w Arktyce (do kilku metrów), co zapewnia mu długą żywotność i wytrzymałość. Z tych powodów badacze od dawna uważali, że to właśnie te wybrzeża będą w stanie „podtrzymywać przy życiu” resztki lodu morskiego, stając się jego ostatnią ostoją, gdy w innych częściach Arktyki już go nie będzie. To hipotetyczne lodowe sanktuarium nazwano Last Ice Area (w skrócie LIA, dosłownie „Ostatni Obszar Lodu” lub „Obszar Ostatniego Lodu”).

Niestety, ostatnie lata pokazują, że pogląd o wytrzymałym lodzie morskim w Arktyce kanadyjskiej i grenlandzkiej być może należałoby zrewidować, bo we wschodniej części LIA, na Morzu Wandela u wybrzeży Grenlandii, działy się ostatnio rzeczy bez precedensu.

Anomalie na Morzu Wandela

Pierwszej wyraźnej wskazówki, że lód morski u północnych wybrzeży Grenlandii może być mniej stabilny niż sądzono, przyniósł rok 2018. I to dwukrotnie. Już w połowie lutego, gdy trwała jeszcze zima i noc polarna, potężne południowe, stosunkowo ciepłe wiatry pokruszyły lód i odsunęły go od grenlandzkiego wybrzeża. Na Morzu Wandela powstała w ten sposób przybrzeżna połynia (duży obszar otwartej wody otoczony przez krę), szeroka nawet na 100 kilometrów i był to pierwszy tak wielki „przerębel” zaobserwowany na tym obszarze zimą, gdy lód powinien być najgrubszy. Drugie wydarzenie nastąpiło w sierpniu tego samego roku, lecz tym razem w okresie nieco spokojniejszej pogody. Mimo że wiatry były generalnie znacznie słabsze niż w lutym, letnia wyrwa w lodzie była niewiele mniejsza od poprzedniczki i utrzymywała się przez miesiąc (Rys. 3).

Naukowcy poświęcili sporo pracy, aby zrozumieć przyczyny wielkich połyni z 2018 roku, a ich analizy przyniosły ciekawe wnioski. Okazało się, że zimowa połynia nie była specjalnie związana z ociepleniem klimatu i spadkiem grubości lodu – sytuacja pogodowa była tak ekstremalna, że wyrwa w lodzie morskim powstałaby nawet wówczas, gdyby lód miał grubość taką, jak kilkadziesiąt lat wcześniej (Moore i in., 2018). Letnia połynia natomiast była w znacznej mierze pokłosiem sytuacji z zimy. W lutym bowiem wichury wywiały z Morza Wandela starą, grubą krę, zastępując ją lodem znacznie cieńszym, pierwszorocznym, co umożliwiło umiarkowanym sierpniowym wiatrom utworzenie rozległej połyni (Shen i in., 2021). Na tym etapie można więc było mieć nadzieję, że rok 2018 był po prostu rzadkim zbiegiem niekorzystnych okoliczności i powtórzenie takiej sytuacji w nadchodzących latach jest mało prawdopodobne.

I na te płonne nadzieje wszedł 2020 rok, który poprzednie wydarzenia „zawstydził”. Lato tego roku było w Arktyce wyjątkowe, m.in. ze względu na to, że wrześniowy zasięg lodu morskiego zbliżył się do rekordowego minimum z 2012 r. W regionie Morza Wandela koncentracja lodu (odsetek powierzchni wody zajmowany przez kry) natomiast gwałtownie już z końcem lipca. Początkowo odchylenie od wieloletniej normy wynosiło kilkanaście procent, ale w połowie sierpnia zlodzenie było niższe od średniej niemal o połowę, bijąc dotychczasowe rekordy. Obszar otwartej wody był ogromny, a otaczała go potężna powierzchnia wodno-lodowej mieszanki (Rys. 3), z koncentracją lodu niestanowiącą problemu dla przepływającego nieopodal lodołamacza Polarstern. Jego dowództwo zdecydowało się wykorzystać te warunki i w sierpniu 2020 roku (pod koniec trwania ekspedycji MOSAiC) popłynąć ku biegunowi północnemu (Rys. 4).

Gdy kapitan Thomas Wunderlich minął otwartą wodę Morza Wandela, droga do bieguna wciąż szła gładko. Kra była co prawda gęstsza, ale miękka i porowata. Nawet po minięciu osiemdziesiątego ósmego równoleżnika okręt zamiast ugrzęznąć w grubszym lodzie utrzymywał dobrą prędkość pięciu-siedmiu węzłów. Polarstern w jedyne sześć dni dowiózł załogę i naukowców ekspedycji MOSAiC z cieśniny Frama (szerokiego pasa Atlantyku między Grenlandią i Svalbardem) na dziewięćdziesiąty równoleżnik – na biegun. Zaskakująca trasa i prędkość statku zwróciły uwagę Axela Schweigera z zespołem, którzy zbadali te wyjątkowe warunki lodowe i niespełna rok później, w lipcu 2021 roku, opublikowali o nich artykuł w prestiżowym czasopiśmie Nature Communications Earth & Environment.

Schweiger i in. (2021) stwierdzili, że ogromny spadek koncentracji lodu w sierpniu 2020 roku nastąpił po wyjątkowo dobrym (jak na ostatnie lata) stanie lodu na wiosnę. Najwyraźniej więc nawet porządne uzupełnienie zapasów kry zimą nie wystarcza już do zapewnienia solidnej pokrywy lodowej na koniec lata, gdy do gry wkraczają silne południowe wiatry, robiące totalne przemeblowanie w architekturze kier. Znów odepchnęły one lód od wybrzeży Grenlandii i utworzyły inicjalną połynię, podobnie jak w 2018 roku. Wymuszony ruch lodu w kierunku północy odsłonił dostatecznie duże obszary otwartej wody, aby do gry wkroczył efekt albedo. Ten parametr charakteryzuje optyczną „jasność” powierzchni i decyduje o tym ile energii jest pochłanianej, a ile odbijanej.

W odróżnieniu od lodu, powierzchnia wody pochłania zdecydowaną większość energii słonecznej, dzięki czemu jej temperatura rośnie. Ogrzana woda mogła zatem krążyć w przypowierzchniowych warstwach oceanu i dodatkowo topić krę od spodu. To jakby miniaturowe wzmocnienie arktyczne – niezwykle ważne sprzężenie zwrotne nasilające ocieplenie klimatu w Arktyce proporcjonalnie do kurczącej się powierzchni lodu morskiego. Dla Morza Wandela skutek był taki, że między końcem lipca a połową sierpnia 2020, gdy pogodowa anomalia rozkręciła się na dobre, średnia grubość lodu spadła z trzech metrów do półtora metra, a jego koncentracja zanotowała najniższą wartość w historii pomiarów.

Autorzy badań poszli dalej. W serii eksperymentów wykorzystujących symulacje komputerowe sprawdzili, czy pogoda z lata 2020 roku utworzyłaby wielką połynię w sytuacji, gdyby lód był tak gruby, jak jeszcze cztery dekady temu. Okazało się, że nie aż tak potężną, a bazując na modelach ocenili, że za około 80 procent utraty lodu na Morzu Wandela podczas opisywanego tu wydarzenia odpowiadała pogoda, a za pozostałe 20 procent niższa niż dawniej grubość lodu na starcie sezonu topnienia. „Zakładając, że rosnąca obecność cienkiego lodu w ostatnich 40 latach i otwarta woda na początku sezonu topnienia są głównie wynikiem zmiany klimatu, oraz że warunki atmosferyczne latem były częścią naturalnej zmienności, powyższy podział 20/80 stanowi przybliżoną miarę udziału zmiany klimatu i naturalnej zmienności w wydarzeniu z 2020 roku” – czytamy w oryginalnym artykule. Idąc tym tokiem wnioskowania jeszcze dalej, wraz z postępującym ociepleniem i „chudnięciem lodu” na Morzu Wandela możemy się spodziewać coraz częściej wielkich połyni.

Co to może oznaczać?

Kilkutygodniowe okresy otwartej wody na Morzu Wandela rodzą fundamentalne pytanie: czy słusznie przypuszczano, że obszar ten będzie w nadchodzących dziesięcioleciach ostoją lodu morskiego, skoro już teraz zdarzają się okresy z bardzo niewielkim zlodzeniem? W rozmowie z serwisem Live Science Kristin Laidre, jedna ze współautorek omawianych tu badań, podziela te wątpliwości: „Jeżeli, jak pokazuje artykuł, obszar ten zmienia się szybciej niż oczekiwano, może on nie być ostoją, na której powinniśmy polegać”. LIA może być zatem mniejszy niż przypuszczano, przynajmniej o jego najbardziej wschodni sektor.

Istnieje jednak jeszcze bardziej ponura perspektywa – jeżeli uważany dotąd za względnie trwały obszar Morza Wandela doświadcza silnych zmian, nie można na razie wykluczyć, że także inne fragmenty LIA są bardziej wrażliwe na zmianę klimatu niż sądzono. Nadchodzące lata przyniosą więcej obserwacji i kolejne anomalie pogody i tylko czas pokaże jak zachowywać się będą poszczególne sektory Ostatniego Obszaru Lodu oraz czy w ogóle taki obszar faktycznie się uformuje. Jeżeli miałby się spełnić pesymistyczny scenariusz i LIA okazała by się płonną nadzieją, znacznie wzrosłoby ryzyko rychłego wyginięcia wielu arktycznych gatunków, dla których lód morski jest całorocznym lub sezonowym środowiskiem życia. Oprócz utraty unikalnego ekosystemu, byłoby to jednocześnie zamknięcie pięknego rozdziału historii Ziemi. Epoki, w której na Oceanie Arktycznym lód pływał nawet latem.

I o ile kres tego rozdziału wydaje się nieunikniony, to wszystkim nam powinno zależeć na tym, aby nastąpił jak najpóźniej.

Dr Jakub Małecki

Literatura:
• Moore, G. W. K., Schweiger, A., Zhang, J., & Steele, M.. What caused the remarkable February 2018 North Greenland Polynya? Geophysical Research Letters, 45, 13,342– 13,350. (2018) https://doi.org/10.1029/2018GL080902
• Schweiger, A.J., Steele, M., Zhang, J. et al. Accelerated sea ice loss in the Wandel Sea points to a change in the Arctic’s Last Ice Area. Commun Earth Environ 2, 122 (2021). https://doi.org/10.1038/s43247-021-00197-5 
• Shen, X., Ke, CQ., Cheng, B. et al. Thinner Sea Ice Contribution to the Remarkable Polynya Formation North of Greenland in August 2018. Adv. Atmos. Sci. 38, 1474–1485 (2021). https://doi.org/10.1007/s00376-021-0136-9

The post „Ostatni obszar lodu” appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Szymon Bujalski: Dlaczego mam się przejmować tym, że topnieją lodowce?

Dr Jakub Małecki: Dlatego, że te lodowce w pewnym sensie chronią ciebie. Dzięki nim mamy stabilny poziom morza, a setki milionów ludzi mają co pić i czym podlewać uprawy. Lodowce i wielka pokrywa kry na oceanach polarnych odbijają też w kosmos mnóstwo energii słonecznej. Gdyby nie to, Ziemia nagrzewałaby się jeszcze szybciej niż obecnie. Więc lód to bardzo dobra rzecz. Nam wszystkim powinno zależeć na tym, by był jak najbardziej stabilny.

Ludzie na Ziemi mogą funkcjonować, jeśli tego lodu zabraknie?

Myślę, że człowiek może żyć, ale będzie miał znacznie mniej lądu, który się do tego nadaje. Jeśli stopilibyśmy wszystkie lodowce, a także lądolód Grenlandii i Antarktydy, to poziom morza zabrałby nam wszystkie tereny, które leżą poniżej blisko 70 metrów nad poziomem morza. A więc na przykład północną część Polski. Gdybyśmy stopili lód, znaczyłoby to, że jest znacznie, znacznie cieplej niż teraz, a ogromne obszary stałyby się pustynią. Nie miałyby ani opadów deszczu, ani za wiele wody gruntowej, a do tego nie miałyby zasilania w postaci rzek z lodowców. Gdyby miało nie być lodowców, nie mielibyśmy więc wielu miejsc do życia. Jakieś zapewne by się znalazły – ale co to za życie…

Arktyka, Antarktyda, Grenlandia, ponad 200 tys. lodowców na lądzie… Topnienie których miejsc jest najbardziej niepokojące? I gdzie jest najszybsze tempo?

Lodowce występują najbardziej obficie tam, gdzie mieszka najmniej ludzi, czyli w Arktyce i Antarktyce. Tego lodu jest tam naprawdę mnóstwo. To są miliony kilometrów sześciennych. Jeżeli stopnieje nam lód polarny, to nie przełoży się to bezpośrednio na dostawę wody w rzekach dla ludzi, bo mieszka tam mało osób. Ta gigantyczna pula lodu „steruje” natomiast poziomem morza.

Jeśli chodzi o tempo, to najszybciej znika niestety lód w strefach klimatycznych, w których ludzie najbardziej lubią żyć, a więc w strefach umiarkowanych. Takie lodowce są generalnie małe w stosunku do otaczających je skał. Z natury są więc dużo bardziej wrażliwe na zmianę klimatu niż wielkie lądolody Grenlandii czy Antarktydy. Jeżeli ocieplenie klimatu dalej będzie przyspieszało, w Alpach możemy już niemal nie mieć lodu do końca tego wieku. W Himalajach przetrwa może jedna trzecia. Nie będziemy mieli lodu na Kaukazie, w Skandynawii, w strefach międzyzwrotnikowych, nie licząc Alaski także w kontynentalnych Stanach.

Cały czas mówimy o końcu tego wieku?

Tak. I właśnie w tych wymienionych obszarach ludzie najbardziej polegają na lodowcach jako źródle wody, szczególnie w klimatach z suchymi porami roku. A perspektywy są dosyć mizerne. Może to więc oznaczać, że niektórzy ludzie będą mieli mniej wody do dyspozycji, co przy większej temperaturze i większym parowaniu będzie źle wpływało np. na plony.

Co się stanie, jeśli tego lodu w Alpach zabraknie?

Oczywiście nie jest tak, że lodowce w Alpach są parasolem ochronnym dla całej Europy. Woda z topniejących lodowców dociera do ludzi mieszkających wzdłuż tamtejszych rzek, na przykład Rodanu. Ale te rzeki mają też swoje inne dopływy i źródła zasilania, więc nie wyschłyby zupełnie. Problem leży raczej w tym, że w przypadku Europy mogą mieć wyraźnie mniej wody niż teraz i spadłby poziom wód gruntowych, co przy rosnącym zapotrzebowaniu na produkty rolnicze może sprawić, że np. cena wina, oliwek czy serów może wzrosnąć. W przypadku Alp ważne jest też to, że przy topnieniu lodowce destabilizują się, odrywają od podłoża i mogą obsuwać. Stanowią więc realne zagrożenie dla turystyki i lokalnych społeczności.

A gdzie topniejące lodowce stanowią największe zagrożenie dla życia? W najtrudniejszej sytuacji są mieszkańcy Azji z okolic Himalajów?

Generalnie największe zagrożenie jest tam, gdzie góry są geologicznie młode, wciąż aktywne sejsmicznie, gdzie procesy górotwórcze nadal trwają w najlepsze i dochodzi do różnych wstrząsów. W takich warunkach może dochodzić do bardzo niebezpiecznych wydarzeń, jak chociażby to, które miało miejsce kilka miesięcy temu w Indiach w stanie Uttarakhand. Doszło tam do obsunięcia się bardzo stromo zawieszonego lodowca razem z warstwą skał. Ta wielka masa, miliony metrów sześciennych, runęła na dno doliny, spadając prawie pionowo niemal 3 tys. metrów. Co więcej, pod dnem doliny był zagrzebany jeszcze stary lód z innego lodowca. Energia uderzenia upłynniła lód i rumosz do postaci błota, wywołując gigantyczną falę powodziową, która zdewastowała dwie elektrownie wodne, tamę i jej całą infrastrukturę, zerwała mnóstwo mostów, zabiła ponad 100 osób. To tylko jeden z przejawów tego, że topniejące lodowce mogą być niebezpieczne. Ale nie jedyny.

Oprócz tego przed wycofującymi swoje krawędzie lodowcami w takich górach jak Andy czy Himalaje pojawiają się czasem ogromne jeziora, które są otoczone z trzech stron wałem gruzowo-lodowym – tak zwaną moreną czołową i morenami bocznymi. Na samym końcu takiego jeziora jest czoło lodowca. Jeżeli ono się wycofuje, całe jezioro się powiększa, przez co czasami może rozerwać „tamę” z gruzu i lodu i cała woda z jeziora może spłynąć. To tzw. GLOF, czyli Glacier Lake Outburst Flood. Taka powódź związana z przylodowcowymi jeziorami też potrafi zabić wielu ludzi. To jeden z ważniejszych kierunków obecnych badań w glacjologii. Zwłaszcza w Himalajach i Andach, gdzie tego typu problemy są największe.

Jak to wygląda z perspektywy Polski? Jak topnienie lodu na północy czy południu wpłynie na nasz kraj?

W Polsce nie ma żadnego lodowca, jedynie maleńkie śnieżniki w Tatrach. Niemniej Polska będzie cierpieć pośrednio, jeśli tempo topnienia lodowców utrzyma się albo będzie szybsze. Wtedy odczujemy to poprzez wzrost poziomu wody w Bałtyku, który jest mierzalny i o którym wiemy od bardzo dawna. Obecne tempo wzrostu poziomu wód w Bałtyku to w zależności od stacji 2-4 mm rocznie, co jest bliskie średniej globalnej 3-4 mm na rok. Na razie nie widać wielu niepokojących sygnałów. Nie widzimy, że poziom Bałtyku rośnie pomiędzy naszymi kolejnymi odwiedzinami zimą czy latem w Kołobrzegu czy Mielnie, ale to się faktycznie dzieje. Wyobrażam sobie, że za około 50 lat, kiedy poziom Morza Bałtyckiego będzie np. o 30 cm wyższy niż dzisiaj, to przyjdzie w końcu taki sztorm i taki niekorzystny układ pogodowy, który dodatkowo spiętrzy Bałtyk, że zaleje nam gdańską starówkę. Albo woda będzie się przelewać przez Półwysep Helski, który w końcu stanie się wyspą. Albo że dojdzie do przerwania jakichś wałów i woda podtopi częściowo Żuławy. Czy te obszary będą stale zalane, czy tylko sezonowo przy niekorzystnym układzie pogodowym? Wyobrażam sobie, że pewnie to drugie, że nie będzie to raczej potop, który zabierze nam je na stałe. Niemniej zalewanie raz po raz tego czy tamtego obszaru będzie powodowało coraz większe szkody i stopniowe wyłączanie terenów z użytkowania. Będzie się trzeba przed tym chronić, będzie trzeba temu zapobiegać. Przed tym nie uciekniemy.

Od kiedy wzrost poziomu morza ma miejsce?

Mamy w miarę dobre rozpoznanie, bo na całym świecie od dawna funkcjonują wodowskazy. Ten wzrost ma miejsce od ostatnich 100-120 lat, może nawet nieco dłużej. Przy czym pamiętajmy, że poziom Wszechoceanu nie jest stały, jednolity. Poziom mórz zmienia się w zależności od miejsca, anomalii grawitacyjnych, wiatrów, układów wyżów i niżów atmosferycznych. Poziom mórz jest więc bardzo zależny od stanu pogody. A do tego dochodzą procesy, w których lądy wypiętrzają się bądź obniżają. Jeśli wypiętrzają się szybciej niż rośnie poziom morza, to lokalnie może się wydawać, że poziom wody spada – i odwrotnie. Dlatego na poziom morza trzeba patrzeć z perspektywy lokalnej.

Tempo topnienia lodowców przyspiesza. Regularnie można spotkać artykuły mówiące o naukowcach, którzy są tym zszokowani…

…Clickbaitowe tytuły (uśmiech).

Clickbait? Czy jednak faktycznie to szokuje?

Najczęściej są to clickbaity. Można to przełożyć na każdą inną dziedzinę nauki. Według nagłówków naukowcy są zawsze czymś zszokowani, nie spodziewali się tego, że coś się dzieje… Ale kiedy siedzi się w jakiejś branży, jak ja w tej związanej z lodowcami, to jest się zaznajomionym z procesami nie omawianymi w szkołach, a czasem także z wielkimi liczbami. Jestem oswojony z tym, że topniejące lodowce każdego roku dostarczają do oceanów kilkaset kilometrów sześciennych dodatkowej wody, czyli setki miliardów ton. Ale zupełnie inaczej wygląda to na żywo. Gdy zobaczysz w terenie, jak realny wpływ ma przyspieszenie topnienia na same lodowce, to jest to zupełnie inna bajka.

Najczęściej prowadzę badania wokół stacji polarnej UAM (Uniwersytetu Adama Mickiewicza w Poznaniu) na Spitsbergenie – wyspie wielkości Belgii czy Holandii – położonej między Norwegią, a biegunem północnym. Wokół naszej stacji mamy małe lodowce podobne do tych w Alpach − długie na kilka kilometrów, szerokie na kilkaset metrów, schowane w zagłębieniach. Ponieważ są małe, bardzo wyraźnie widać, jak wysokie jest tempo topnienia, jak ogromna część lodu zabierana jest każdego lata. Jeśli mamy lodowiec długi na 3 km, a w ciągu 10 lat skrócił się o 300 m, to mamy 10 procent utraty długości. To naprawdę ogromna różnica w krajobrazie. Lodowce z natury są wielkie. Nie widzimy tego na zdjęciach, często nie potrafimy nawet ocenić tego w terenie, bo wokół lodowców nie rosną żadne drzewa, nie ma domów, samochodów czy innych obiektów, które mogłyby być skalą odniesienia dla naszej percepcji. Gdy jesteś już jednak w terenie i podchodzisz coraz bliżej do lodowca, to okazuje się, że on jest ogromny. Nawet te małe lodowce stają się wielkie. Kiedy widzę więc, że te kilka procent co roku ubywa, to czuję po prostu smutek.

Lodowce to są moi kumple, z którymi znamy się od kilkunastu lat. Mam z nimi związane wspomnienia, czasami nawet z nimi rozmawiam. Lodowce są piękne. Są pomnikiem przyrody. Przyrody, której już nie ma, bo klimat nie pozwala na tworzenie nowych lodowców i ich rozrost. I nie będzie pozwalał. Wszystko się kurczy: lodowce górskie na całym świecie, Grenlandia, Antarktyda. Nie jest dobrze. I mnie to boli, bo lodowce naprawdę kocham.

Tempo topnienia przyspiesza. To też duża drzazga w sercu?

Przyspiesza, i to bardzo. Według pomiarów bezpośrednich gromadzonych w międzynarodowej bazie, lodowce górskie traciły w latach 70. ok. 20-30 cm warstwy. Teraz, 50 lat później, tracą średnio około metra. A są to lodowce górskie rozsiane po całym świecie, więc chodzi o całkiem reprezentatywną próbę. Pięciokrotne przyspieszenie w ciągu pięciu dekad… Jeżeli ten trend dalej się utrzyma, to za kolejne 50 lat nie będzie to 1 m rocznie, tylko 2, 3, 5. Niestety to realne, bo ilość energii w środowisku jest coraz większa, a lód jest naprawdę wrażliwy. Sam bywam zaskoczony tym, jaką różnicę w tempie topnienia daje 1 stopień więcej średniej temperatury lata. Różnica jest ogromna. 2 stopnie to już kosmiczna różnica. A więcej − 5 czy 10, jak może się wydarzyć do końca tego wieku w Arktyce – jest dla mnie nie do pomyślenia. I sami sobie to fundujemy, przyczyniając się przy tym do wzrostu poziomu morza.

O ile ten poziom wzrósł już teraz i jakie są tego odczuwalne skutki?

Od początku rewolucji przemysłowej aż do teraz ten wzrost poziomu morza wynosi jakieś 20 cm. Nie jest więc to jeszcze coś, czym ludzie globalnie się martwią. Lokalnie może to się przyczyniać do intensyfikacji okresowego zalewania, a na niewielkich obszarach, jak płaskie wyspy na Pacyfiku, zamieszkujące je populacje będą musiały szukać nowego miejsca do życia. To często mogą być więc osobiste tragedie dla ludzi, ale w skali świata niewielu osobom wydaje się to jakimś realnym problemem. Natomiast do końca tego wieku możemy mieć kolejne kilkadziesiąt centymetrów wzrostu poziomu morza i będziemy już mówili o około metrowym wzroście. A to może być naprawdę duże zagrożenie dla infrastruktury, portów na całym świecie. Trzeba mieć na uwadze, że każdy centymetr wzrostu oznacza, że dalej wdzierają się fale sztormowe, że woda morska będzie coraz bliżej ludzkich siedzib. To zagrożenie dla setek milionów osób.

O jakich częściach świata mówimy? Wspomniałeś, że w jakimś stopniu zalewana może być północ Polski. A reszta planety? Wybrzeże Stanów i…?

W Miami woda wdziera się do miasta coraz szybciej. Cały czas pracują tam pompy, które wypompowują ją, jak tylko się da. Amerykanie czują więc już na własnej skórze, że wzrost poziomu morza to naprawdę zagrożenie, a słona woda wdzierająca się coraz dalej utrudnia życie i jej usuwanie jest naprawdę kosztowne. Oprócz tego mamy wielkie obszary chociażby wschodniej części Azji. Chiny w swej wschodniej części są stosunkowo płaskie, a mieszkają tam setki milionów ludzi. Wszelkie lotniska, gazoporty, inna kosztowna infrastruktura będą musiały być przeniesione gdzieś dalej. Pytanie, czy nie taniej byłoby obcinać emisje dwutlenku węgla do atmosfery niż potem płacić odszkodowania i adaptować się do nowych warunków. Wydaje mi się, że lepiej profilaktycznie działać na rzecz ochrony klimatu.

Technologia może pomóc chronić lodowce?

Było sporo prób sztucznego ograniczania topnienia lodowców. Lodowce były na przykład przykrywane jasnym prześcieradłem, które miało odbijać promienie słoneczne i utrzymać lód w cieniu. To całkiem skuteczna metoda, bo pomaga ograniczyć topnienie lodu o warstwę metra, dwóch, a nawet trzech w ciągu lata. Problem w tym, że te prześcieradła ktoś musi dostarczyć, założyć, czyścić, ściągnąć na zimę i potem znowu zakładać. A lodowce są gigantyczne i na trudno dostępnym terenie. Prawda jest więc taka, że nie da się tego robić na dużą skalę. Można tylko punktowo. Na przykład na lodowcu, na którym lubią zjeżdżać narciarze, a któremu grozi, że spod lodu wyłoni się wielki kamień albo skała. Wtedy kładzie się „plaster” z białego prześcieradła i dzięki temu lód nie topnieje, a skała nie wychodzi. I tylko tyle można zrobić.

Inne rozwiązania?

Biały proszek rozsypywany na lodowcach. Jest krzemowy, a więc neutralny dla środowiska. I jasny, więc też może odbijać promienie słoneczne. Tego typu eksperymenty, na razie na małą skalę, były prowadzone na Alasce. Kto wie, może za jakiś czas okaże się, że jest to dobry i ekonomicznie uzasadniony sposób na chronienie lodowców przed topnieniem. I na tym możliwości w sumie się kończą. Ze względu na to, że w większości lodowce są sterowane przede wszystkim przez klimat, to jedynym sposobem ich ochrony jest ochłodzenie klimatu. Nawet nie zahamowanie, a ochłodzenie. Oczywiście nasze emisje gazów cieplarnianych i wynikające z nich zmiany klimatu zaszły już za daleko, więc bardzo dużo lodowców jest już skazanych na zniknięcie. Nawet jeśli wzrost temperatury zatrzymałby się już jutro. Pytaniem nie jest więc czy, a raczej kiedy stopnieją całkowicie − za 10 czy 100 lat. Na wiele lodowców wyrok już zapadł.

Widziałeś kiedyś niedźwiedzie polarne?

Tak, pewnie. Przychodzą do nas każdego roku na stację. Są różne spotkania − przychodzą w nocy, walą w drzwi albo ścianę, grzebią w śmieciach. Spotykam je także w terenie, dlatego zawsze jesteśmy uzbrojeni w strzelby z ostrą amunicją. Oczywiście robimy wszystko, żeby niedźwiedziom nie przeszkadzać, bo jesteśmy gośćmi w ich domu, niemniej strzelba – kiedy niedźwiedź nie za bardzo chce odejść − czasami idzie w ruch. Wtedy po prostu strzelamy w powietrze, żeby go odstraszyć. Zawsze takie spotkania są pełne emocji, ale na szczęście potem jest mnóstwo powodów do śmiechu.

Śmiech jest na koniec. A w trakcie? Bałeś się kiedyś o życie?

Nie, bo to nie jest tak, że niedźwiedź podchodzi do ciebie na 10 metrów. Niedźwiedzie najczęściej widzimy z odległości 100, 200 metrów. Patrzymy przez lornetkę, podziwiamy, jak przeciągają się, leżąc w trawie. Zdarza się jednak, że niedźwiedź usadowi się pod stacją z czystej ciekawości. Jeden z nich był chyba głuchy i nie słyszał ani wystrzałów z karabinu, ani walenia młotkiem o pokrywkę od garnka. Żadne hałasy nie działały. Usiadł pod stacją i czekał. Chłopaki wystraszyli się, wskoczyli na dach i siedzieli tam kilka godzin, aż niedźwiedź sobie w końcu poszedł. Do niedźwiedzi zawsze podchodzę z pełnym szacunkiem, bo to cudowne zwierzęta. Nigdy nie widziałem nic tak dostojnego, jak maszerująca matka niedźwiedzia polarnego z młodymi.

Opowiedz więcej o tym, jak żyje się na Spitsbergenie. Zimno? (uśmiech)

Zaskakująco nie. Gdy jadę latem do Arktyki, to najczęściej słyszę na pożegnanie: „tylko nie zamarznij”. Ale latem w Arktyce temperatura na poziomie morza jest dodatnia – to plus 5, 10 stopni, rzadko 0. Spitsbergen jest miejscem stosunkowo ciepłym, jak na taką odległość od bieguna, bo jedna z odnóg ciepłego prądu morskiego, który ogrzewa Europę, dociera właśnie tam. W innych obszarach Arktyki latem też jest jednak generalnie około 0 stopni. Zimno robi się dopiero zimą, ale też są to zimy dość łagodne. Na Spitsbergenie coraz rzadziej temperatura spada poniżej −20 stopni, a z reguły jest to raczej –10 stopni. Nie jest to żadne −50 czy −70 stopni, jakby niektórym mogło się wydawać. Tamtejszy klimat też bardzo szybko się ociepla i to szczególnie zimą, ostatnio nawet o 2-3 stopnie na dekadę.

Wracając do życia na Spitsbergenie, to uwielbiam tam wracać. Byłem na wyspie ze 20 razy, więc te wyprawy nie mają już dla mnie charakteru ekscytującej niewiadomej − jadę do pracy, by zrealizować projekt badawczy. Rzecz w tym, że ten Spitsbergen za każdym razem jest inny. Przy każdej wyprawie są inne przygody, ludzie, zachody słońca, jedzenie, niedźwiedzie, wieloryby w fiordzie, lisy polarne biegające wokół chatki. Mimo że pierwszy raz byłem na Spitsbergenie w 2007 r. i jeżdżę tam raz, czasami dwa, trzy razy rocznie, to wciąż te wyprawy są tym, na co najbardziej czekam w całym roku. Kiedyś jeździłem tam na dwa, trzy miesiące, teraz z powodu różnych innych obowiązków to raczej dwa, trzy tygodnie, ale wciąż to uwielbiam. To przeżycie, które zmienia punkt widzenia na wiele rzeczy. Kiedy jest się w takim terenie i trzeba polegać tylko na sobie albo swoich towarzyszach, to nabierasz pokory wobec przyrody. Wydaje mi się, że po przyjeździe z takiej wyprawy można łatwiej ocenić miejsce człowieka w przyrodzie. Dostrzec to, że człowiek jest jej częścią. Myślę, że to coś, co wiele osób wynosi z podróży na daleką północ. Kiedy człowiek zmęczy się w terenie, kiedy przejdziesz 30 km i na koniec dnia dostajesz od kucharza miskę ryżu z paczki, to smakuje ci on lepiej niż najlepsze danie w pięciogwiazdkowej restauracji w Polsce. Doceniasz wtedy małe rzeczy. Odkrywasz, że nie potrzebujesz mieć internetu ani nawet prądu, bo wystarczy świeczka na stole i to, że ktoś gra na gitarze. Bardzo wszystkim życzę, by mogli przeżyć coś takiego. Ja to przeżywam za każdym razem, gdy tam jestem.

Tak samo mocno?

Ta zmiana zaszła już we mnie jakiś czas temu. Niemniej przyjemność z wypraw i pracy jako glacjolog są tak duże, że nie zamieniłbym tego na nic innego, nawet jeśli miałbym zarabiać znacznie więcej.

To porozmawiajmy trochę o tej pracy. Co przez te wszystkie lata zbadałeś?

Zajmuję się małymi lodowcami w środkowej części Spitsbergenu. To część wyspy, która jest znacznie bardziej sucha niż obszary położone bliżej wybrzeży, więc lodowce są tam mniejsze i trochę inaczej funkcjonują – otrzymują znacznie mniej śniegu zimą, a latem mogą szybciej topnieć. Te małe lodowce strasznie mnie fascynują. One są śliczne, piękne, a poza tym mają taką zaletę, że jedna osoba lub jeden mały zespół może je dobrze oprzyrządować i pomierzyć w jeden dzień i zdążyć jeszcze wrócić 10 km na kolację do bazy.

Przez lata badań monitorowałem, jak jeden z tych lodowców − mój ulubieniec Sven, mój kumpel – topnieje. Od 10 lat systematycznie mierzę, ile lodu traci każdego roku.

Ostatni raz, gdy lodowiec zyskał odrobinkę masy − czyli pod koniec lata było na nim jeszcze ciut pozimowego śniegu − to było w 2008 r. Od tego czasu wszystkie lata to strata, strata, strata. No i przychodzi rok 2020. Mamy pandemię, nasza regularna wyprawa została anulowana. Nie mogliśmy pojechać na dwa miesiące, ale udało nam się zorganizować akcję ratunkową dla ratowania ciągu serii pomiarowych. Była to wyprawa dwóch osób − kolegi Krzysztofa Rymera, kierownika stacji, i moja. I ten rok 2020 był o tyle niesamowity, że był on absolutnie rekordowy. Strasznie mi szkoda, że nie było nas tam przez całe lato, a jedynie przez jego końcówkę, bo temperatury na Spitsbergenie przechodziły wszelkie pojęcie, przekraczając momentami nawet 20 stopni Celsjusza. Nasza automatyczna stacja meteorologiczna na lodowcu też pokazała kilkanaście stopni. Wszystko tam musiało więc płynąć, a ilość wody w rzekach musiała być kosmiczna. I w tym 2020 r. lodowiec Sven stracił trzy razy więcej masy niż wynosi średnia dla ostatnich 10 lat. To był więc naprawdę rekordowy rok. Spodziewałem się, że takie topnienie będziemy obserwować może dopiero gdzieś w połowie wieku, może trochę później. A mamy już teraz.

Czyli jednak jesteś tym zaskoczonym naukowcem, to nie clickbait.

Nie był to clickbait. Ale mówiłem też o tym, że bycie na miejscu daje inną perspektywę. Same globalne liczby tego nie oddają, ale jak przełoży się je na lokalne anomalie, to wtedy naprawdę robi to wrażenie. I faktycznie byłem tym zszokowany. Przy czym pamiętajmy, że „upały” na Spitsbergenie to pogoda, odchylenie od normy. Jak w tym roku zima w Polsce, która była mroźna, ale za rok może być już cieplejsza. Niemniej to pokazało mi, że jesteśmy naprawdę na złej trajektorii, skoro nawet w obecnym klimacie mogą dziać się takie cuda.

I z tych wieloletnich doświadczeń wziął się pomysł na napisanie książki i jej tytuł: „Początek końca? Rozmowy o lodzie i zmianie klimatu”

Tak, choć tytuł pojawił się jeszcze przed naszą wyprawą w 2020 r. A ten znak zapytania pojawił się w nim celowo. Nie jest powiedziane, że przyszłość musi być malowana w najbardziej pesymistycznych barwach, że musimy realizować pesymistyczne scenariusze. Nawet jeśli udałoby nam się zahamować ocieplenie klimatu nie do poziomu zgodnego z celami Porozumienia Paryskiego, o 1,5-2 stopni, lecz do 2,5 stopnia, to będzie i tak 100 razy lepiej, niż jeśli nie zrobimy nic. Wciąż możemy uniknąć części negatywnych skutków, wielu złych rzeczy, a zamiast wielometrowego wzrostu poziomu morza mieć wzrost o metr. To też będzie coś. I myślę, że moglibyśmy spróbować tak na to spojrzeć. Ok, zawiedliśmy, daliśmy ciała, zdestabilizowaliśmy klimat, ale zróbmy co się da, żeby nie było tak źle, jak może. Lepiej działać późno niż wcale, więc działajmy!

Mam przy tym nadzieję, że uda nam się ocalić część lodowców górskich w Europie. Oczywiście te lodowce arktyczne i antarktyczne przetrwają poza XXI nawet w najgorszych scenariuszach. One są na tyle wielkie i grube, że potrzebują znacznie więcej czasu, żeby się wytopić. Jeśli nie ograniczymy ocieplenia klimatu, nasze wnuki i prawnuki wciąż będą mogły chodzić po lodzie, ale będą musiały wyprawiać się naprawdę daleko. Być może poza koło biegunowe albo na wysokość ponad 5 tys. metrów nad poziomem morza. Ale żal mi tego. Każdy lodowiec jest naprawdę piękny. Czy ty wiesz w ogóle, jak z bliska wygląda lodowiec?

Nie.

Więc musisz to zrobić, bo po prostu od razu się zakochasz, ja ci to gwarantuję!

To musisz mnie zabrać na kolejną wyprawę.

To jeszcze o tym porozmawiamy. Ale bardzo się cieszę, że dziennikarze czy artyści są tym tematem coraz bardziej zainteresowani. Że zaczynają widzieć w lodzie coś, co jest nie tylko zimne, szorstkie, obce, ale widzą w tym coś pięknego i coś, co nas chroni. Czuję, że w ten sposób i ja mogę się przydać czemuś większemu.

Wspomniałeś o tym, co cię cieszy i szokuje. A jakie emocje towarzyszyły ci przy książce?

Największą robotę wykonała Julita Mańczak, współautorka książki. To publicystka, która jest redaktorką naczelną wspaniałego poznańskiego magazynu TUU. Znaczna część tej książki to jej pomysł, w tym jej niecodzienna forma jak na publikację glacjologiczną. To nie jest podręcznik, a zbiór wywiadów, rozmów. Przede wszystkim ze mną, ale także z Aleksandrą Kardaś, fizyczką atmosfery z Nauki o Klimacie, innymi glacjologami i himalaistą Piotrem Pustelnikiem. Rozmawiamy, żeby spojrzeć na lód, na wodę z wielu perspektyw. To Julita musiała wykonać najwięcej pracy. Moją rolą było zabranie jej i magazynu TUU na Spitsbergen i wyjaśnianie. Tam rozmawialiśmy, tam pokazywałem, jak to ocieplenie działa, jak manifestuje się na pierwszej linii frontu i co robi z lodem. Wydaje mi się, że dla moich gości było to naprawdę doświadczenie otwierające oczy, tak mi to zresztą potem opisywali. Zakochali się w Arktyce bez pamięci i chcą tam koniecznie wrócić, jak tylko skończy się pandemia. A wiesz, co dla mnie osobiście było najtrudniejsze?

…?

Rysunki. Zrobiłem tam kilka map i rysunków różnych procesów, o których opowiadałem. To było trudne, ale fajne. Zapomniałem już, jaką frajdę daje rysowanie.

A kiedy w ogóle zainteresowałeś się glacjologią? Nie jest to najbardziej popularny zawód na świecie i nie każde dziecko w wieku 10 lat marzy o tym, żeby badać lód.

Masz mnie. Oczywiście to nie był mój pierwszy wybór. Była nim astronautyka, a potem astronomia. Ostatecznie, nie będąc do końca pewnym moich umiejętności matematycznych, poszedłem na studia na geografię. Tam się dowiedziałem, że Uniwersytet Adama Mickiewicza wysyła wyprawy każdego lata właśnie na Spitsbergen. Stwierdziłem, że muszę tam polecieć, bo to będzie trochę tak, jakbym wylądował na Marsie. Marzenie dziecięce pośrednio mogło tam się więc trochę spełnić. Pojechałem więc. I pierwsze, w czym się zakochałem, to lodowce. To był tak nieziemski element tego krajobrazu arktycznego… To coś, co tak bije po oczach, jest taką dominantą krajobrazową, czymś tak egzotycznym i przyciągającym, że nie sposób było mi skupić się na czymś innym, jak właśnie na lodowcach.

O czym rozmawiasz z lodowcami?

O zdrowiu. Kiedy pierwszy raz w sezonie przychodzę na dany lodowiec, który znam już z wcześniejszych wypraw, zawsze idę go pogłaskać i zapytać, jak się ma. Oczywiście nie odpowiada mi zbyt głośno, ale i tak czasami traktuję te lodowce jako żywe istoty. Kiedy spędza się z nimi dużo czasu, to zaczyna się widzieć różne zachowania, zaczyna się słyszeć różne dźwięki, które nie każdy słyszy, zaczyna się czuć ich obecność. Nie jestem do tego metafizycznie nastawiony, ale to ciekawe doświadczenie: zaprzyjaźnić się z lodem. Pytam więc lodowce, jak im minął rok, mówię, że cieszę się, że je widzę. Ale jak towarzysze wyprawy byli kawałek dalej ode mnie i mogłem porozmawiać sobie z lodowcem tak, żeby nikt mnie nie słyszał i żeby nie było obciachu, to zdarzało mi się ucinać sobie bardziej egzystencjonalne konwersacje. Ale o szczegółach być może nie będę już opowiadał, żeby inni nie plotkowali (uśmiech).

Rozmawiał Szymon Bujalski – dziennikarz dla klimatu

Dr Jakub Małecki – glacjolog na Uniwersytecie im. Adama Mickiewicza w Poznaniu. Pracuje jako adiunkt na Wydziale Nauk Geograficznych i Geologicznych UAM Bada lodowce, ich „zdrowie” i procesy jakie w nich i na nich zachodzą na skutek zmian klimatycznych. Wraz z Julitą Mańczak napisał książkę „Początek końca? Rozmowy o lodzie i zmianie klimatu”. Autor popularno-naukowej strony „Glacjoblogia” (link na Facebooka i stronę www), która powstała, by zainteresować ludzi lodowcami i zwrócić uwagę na ich rolę w ziemskim systemie przyrodniczym.

The post Jakub Małecki: W Alpach możemy nie mieć lodu za kilkadziesiąt lat appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Relacja między postępującym globalnym ociepleniem a zanikiem lodu morskiego w Arktyce przypomina pakt samobójczy. Wzrost temperatury powoduje topnienie śniegu i lodu w Arktyce, co skutkuje odsłonięciem ciemnej powierzchni lądu i morza. Pochłaniają one więcej promieniowania słonecznego, niż znajdująca się tam uprzednio biała powierzchnia. Podnosi to temperaturę jeszcze bardziej… przez co topnieje jeszcze więcej lodu i śniegu, dalej nakręcając wzrost temperatury. W rezultacie w Arktyce temperatura rośnie prawie trzykrotnie szybciej od średniej światowej, a ilość lodu szybko maleje. To główny mechanizm tzw. Arktycznego wzmocnienia.

Pomiędzy 1979 rokiem a 2012 notowana pod koniec dnia polarnego powierzchnia lodu morskiego w Arktyce zmniejszyła się o połowę, a objętość aż o 3/4. Klimatolodzy zaczęli mówić o „Arktycznej spirali śmierci”. Wtedy jednak stała się rzecz zaskakująca: „spirala śmierci” arktycznego lodu morskiego zatrzymała się.

Każdy rok z okresu 2014-2020 jest wśród siedmiu globalnie najcieplejszych w historii pomiarów; ziemski system klimatyczny akumuluje ciepło w tempie odpowiadającym detonacjom pół miliona bomb atomowych takich jak ta zrzucona w 1945 roku na Hiroszimę dziennie, zasilając w energię rekordowo liczne huragany, prowadząc do pożarów na Syberii, w USA czy Australii. Na tej liście można by spodziewać się także dalszego topnienia lodu. A jednak…

Jak mówi Jennifer Francis z Centrum Badania Klimatu Woodwell w USA:

Od 2012 roku – roku rekordowo małej powierzchni lodu w Arktyce, zajmujący się nią naukowcy przyglądają się topnieniu lodu podczas dnia polarnego ze wstrzymanym oddechem, zastanawiając się: Czy w tym roku znów padnie rekord? Czy w tym roku Ocean Arktyczny będzie wolny od lodu? …I prawie każdego sierpnia topnienie lodu spowalnia, zapobiegając nowemu rekordowemu minimum. Ale dlaczego?

Ignorując zarówno nagrzewanie się ziemskiego system klimatycznego jak i związane z tym przewidywania naukowców, minimum z 2012 roku wciąż zajmuje pierwsze miejsce na podium:

Co powstrzymuje „spiralę śmierci”

Opublikowana przez Francis i jej współpracownika, Bingyi Wu z szanghajskiego Uniwersytetu Fudan praca pt. „Dlaczego od września 2012 roku nie wystąpiło nowe rekordowe minimum lodu w Arktyce?” (Why has no new record-minimum Arctic sea-ice extent occurred since September 2012? Francis i Wu, 2020) wskazuje, że maksymalny zasięg lodu na przełomie zimy i wiosny (pod koniec nocy polarnej) od 2012 r. prawie co roku jest bardzo mały, jednak późnym latem topnienie wyhamowuje i koniec końców do rekordu we wrześniowym minimum nie dochodzi. Według autorów jest to efekt zmian, jakie ocieplenie Arktyki wywołało w zachowaniu polarnego prądu strumieniowego (wąskiego pasa silnych wiatrów okrążających Arktykę w górnej troposferze).

Jak zauważają Francis i Wu, wynikające z ocieplenia klimatu zmniejszenie się pokrywy śnieżnej na dalekiej północy i lodu morskiego w Arktyce powodują spowalnianie, meandrowanie i rozdwajanie się prądu strumieniowego. Prąd strumieniowy jest napędzany różnicą temperatury pomiędzy zimną Arktyką a cieplejszymi tropikami. Związane ze „wzmocnieniem arktycznym” gwałtowne ocieplenie Arktyki skutkuje spadkiem tej różnicy i osłabieniem wiatrów.

Takie zachowanie prądu sprzyja powstawaniu i utrzymywaniu się w Arktyce obszaru obniżonego ciśnienia atmosferycznego, charakteryzującego się grubą pokrywą chmur, które blokują dopływ światła słonecznego do powierzchni oceanu i ograniczającą topnienie lodu. Kierunki wiatrów wiejących przy powierzchni oceanu prowadzą do rozpościerania fragmentów lodu na większym obszarze, ale utrudniają jego „ucieczkę” Cieśniną Fram (między Grenlandią a Svalbardem) w niższe szerokości geograficzne, gdzie szybko by stopniał. W ten sposób Arktyka, stymulując powstanie pochmurnych ośrodków niskiego ciśnienia oraz ich utrzymanie w letniej porze roku może spowalniać topnienie lodu. Właśnie z taką sytuacją mieliśmy wielokrotnie do czynienia po 2012 r.

To tylko opóźnienie, nie zatrzymanie spirali…

Analiza Francis i Wu stwierdza, że obserwowane ostatnio wzorce atmosferyczne przypominają te zidentyfikowane w badaniu przeprowadzonym przez Michaela Manna z Uniwersytetu Penn State i opublikowanego w 2018 r. (Mann i in., 2018 – o badaniu przeczytasz w naszym artykule Fale na froncie).

W opinii Michaela Manna praca Francis i Wu:

To fascynujący artykuł, pokazujący nowe powiązanie między na pozór oderwanymi od siebie efektami zmiany klimatu (…) Jennifer Francis od lat prowadzi bardzo innowacyjne badania, przyglądając się zależnościom między wzmocnionym ociepleniem Arktyki a zachowaniem polarnego prądu strumieniowego na półkuli północnej (…) W ich nowym artykule Francis i Wu pokazują, że konsekwencje zmiany klimatu, które badałem wcześniej, znane jako „rezonans planetarnych fal Rossby’ego” i które odpowiadają za wiele ekstremalnych letnich zdarzeń pogodowych obserwowanych w ostatnich latach, mogą też wyjaśniać spadek tempa zaniku lodu w Arktyce. To zawsze jakieś dobre wieści, biorąc pod uwagę skądinąd ponure perspektywy dla Arktyki, gdy nadal będziemy ogrzewać planetę.

Zmiany w zachowaniu prądu strumieniowego mogą jedynie spowolnić nieuniknioną spiralę śmierci arktycznego lodu morskiego, bo w obliczu stale rosnących temperatur efekt ten straci w końcu na znaczeniu.

W badaniu, którego wyniki opublikowano ostatnio w czasopiśmie Nature Climate Change (Guarino i in., 2020) wykorzystano najnowszą generację modeli klimatu do odtworzenia zachowania lodu morskiego w Arktyce podczas poprzedniego interglacjału (ciepłego okresu w cyklach epok lodowych) 120 000 lat temu. Symulacje pokazały, że w tym okresie Arktyka była prawdopodobnie wolna od lodu latem. Projekcje przygotowane z użyciem tych samych modeli pokazały też, że lód letni w Arktyce zacznie znikać prawdopodobnie między 2030 i 2050 r.

To, co dzieje się w Arktyce, nie zostaje w Arktyce

Głodne niedźwiedzie polarne stające w obliczu kurczeniu się swojego habitatu nie będą jedynymi dotkniętymi szybkim topnieniem lodu i śniegu w Arktyce. Coraz więcej badań naukowych pokazuje, że choć zmiany w zachowaniu prądu strumieniowego pomagają tymczasowo spowolnić spiralę śmierci zaniku lodu morskiego w Arktyce, to z drugiej strony przyczyniają się do ekstremalnych fal upałów, pożarów, susz i powodzi na niższych szerokościach półkuli północnej.

Więcej na ten temat przeczytasz w Anomalie pogodowe, Arktyka i prąd strumieniowy

Letnie pochmurne systemy niskiego ciśnienia w Arktyce nie są jedynymi zdarzeniami pogodowymi wywoływanymi przez coraz silniej meandrujący prąd strumieniowy. Francis i Wu stwierdzili, że towarzyszył im rozwój systemów wysokiego ciśnienia (którym towarzyszy słoneczna, ciepła i sucha pogoda) w Kanadzie, wschodniej Azji, Skandynawii i ma Północnym Pacyfiku, prowadząc tam do częstych fal upałów.

Dodatkowo, opublikowana w 2017 roku w Nature Communications analiza (Cvijanovic i in., 2017), pokazała, że zanik lodu morskiego w Arktyce będzie prowadził do częstszego występowania obszarów wysokiego ciśnienia, utrzymujących się u wybrzeży Kalifornii. Takie uparcie utrzymujące się systemy wysokiego ciśnienia rozwijały się podczas zim 2012-2015 roku, odchylając w stronę bieguna wędrujące w kierunku Kalifornii deszczowe niże i wywołując w tym stanie rekordowo suche warunki. Wraz z wysokimi temperaturami doprowadziło to do największej w tym regionie suszy od przynajmniej 1000 lat (Griffin i Anchukaitis, 2014).

Z kolei w badaniu Manna z 2018 roku wskazano, że wśród niedawnych ekstremalnych zdarzeń pogodowych wywołanych przez meandrujący prąd strumieniowy są m.in. fala upałów w Europie w 2003 r., pożary w Rosji i powodzie w Pakistanie w 2010 r. oraz fala upałów i susza w Oklahomie i Teksasie w 2011 r. W 2018 roku szczególnie silnie meandrującemu prądowi strumieniowemu towarzyszyły systemy wysokiego ciśnienia powodujące fale upałów w Skandynawii, Europie i Kalifornii (przyczyniając się tam do rekordowego sezonu pożarów, w międzyczasie już zdetronizowanego) oraz deszczowe niże prowadzące do powodzi na wschodzie USA.

Zmiany w zachowaniu prądu strumieniowego mogą też (badania są w toku) skutkować wolniejszym przemieszczaniem się huraganów. Jak pokazano w pracy opublikowanej w Nature w 2018 roku (Kossin, 2018), prędkość przemieszczania się huraganów od 1950 roku zmniejszyła się o 10%. Ma to duże znaczenie, bo wolniej przemieszczające się huragany zrzucają w jednym miejscu więcej wody, powodując tym samym poważniejsze powodzie (w szybko przemieszczającym się huraganie woda spada na większym obszarze).

Jak podsumuje Jennifer Francis:

Rosnące koncentracje gazów cieplarnianych w atmosferze mają czasem trudne do przewidzenia i nieintuicyjne konsekwencje. Powinniśmy więc zrobić co tylko w naszej mocy, żeby zredukować emisje gazów cieplarnianych i zwiększyć wysiłki w celu usunięciu węgla z atmosfery. A także być gotowi na kolejne niespodzianki…

Marcin Popkiewicz na podst. Warmer climate and Arctic sea ice in a veritable suicide pact, konsultacja merytoryczna: prof. Szymon P. Malinowski

The post „Arktyczna spirala śmierci” appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.