Arktyka - wskaźnik klimatu

 AMT 2003-10-17

Północny Atlantyk i Arktyka to obszary decydujące o pogodzie i klimacie w Europie, ale zmiany globalnego klimatu najlepiej można śledzić w Arktyce.

Ponad dwa miesiace - od 10 czerwca do 17 sierpnia - trwał rejs badawczy „Oceanii” - naukowego statku Instytutu Oceanologii PAN w Sopocie. „Oceania” prowadziła badania klimatyczne na północnym Atlantyku i w Arktyce - na Morzu Norweskim, Barentsa i Grenlandzkim docierając aż z Cieśninę Fram między Grenlandią a Spitsbergenem. U zachodnich wybrzeży Spitsbergenu, m.in. w fiordzie Hornsund, gdzie znajduje się stacja polarna PAN, prowadzone były badania ekologiczne. W pracach ekspedycji uczestniczyli uczeni z Niemiec, Norwegii i Wielkiej Brytanii.

„Oceania” brała udział w sponsorowanych przez Unię Europejską międzynarodowych badaniach nad zachodzącymi zmianami klimatu i wpływem oceanu na te procesy. Widać już coraz wyraźniej postępujące ocieplenie klimatu objawiające się zmianami zasięgu arktycznych lodowców - co potwierdzają wieloletnie polskie badania glacjologiczne na Spitsbergenie.

Głównym celem tegorocznej ekspedycji kierowanej przez prof. Jana Piechurę z Instytutu Oceanologii PAN były badania nad przepływem ciepłych wód atlantyckich do Arktyki. Przenoszą one ogromne ilości ciepła ze strefy równikowej na daleką północ. Te potężne strumienie płynące wzdłuż północno-zachodnich wybrzeży Europy oddają ciepło do atmosfery i otaczających je wód. Dzięki temu Europa ma łagodniejszy klimat i średnią temperaturę o 5-10 stopni wyższą niż tereny na tej samej wysokości szerokości geograficznej w Ameryce Północnej pozbawione ciepłych prądów.
Z obserwacji wynika, że mający 200-300 km szerokości strumień ciepłej wody atlantyckiej płynący do Arktyki zachowywał się w tym roku odmiennie niż w przeszłości. Był bardziej wartki i skoncentrowany, dzięki czemu przenosił więcej ciepła.

Badania pozwalają na lepsze poznanie mechanizmów przenoszenia i wymiany ciepła między morzem a atmosferą, co decyduje o klimacie. Zdaniem uczonych, zbyt szybkie ocieplanie może spowodować skutki przeciwne - ochłodzenie klimatu. Szybkie ocieplenie spowoduje zmniejszenie się gęstości wody. Jednocześnie zacznie napływać słodka woda z topniejących lodowców. Zmiany w rozkładzie gęstości, temperatury i zasolenia wody spowodują - groźne w skutkach dla klimatu - zaburzenia cyrkulacji na Atlantyku.

Druga część wyprawy obejmowała badania oceanograficzne i biologiczne u wybrzeży Spitsbergenu - powiązane z programem polskiej stacji polarnej w fiordzie Hornsund. Fiord został wybrany jako jedno z kilku flagowych miejsc bioróżnorodności morskiej w Europie. Z powodu czystości morza i oddalenia od niszczącego wpływu człowieka, będzie spełnić rolę poligonu ekologicznego i służyć jako odniesienia dla badań bioróżnorodności morskiej w Europie.
Kontynuowano też obserwacje żyjących na Spitsbergenie morskich ptaków - alczyków. Ich zasięg i rozmieszczenie jest cenną wskazówką sygnalizującą zmiany klimatu.

Lodowce na Spitsbergenie i Grenlandii zmniejszają się sukcesywnie.
Niepokoi, że proces topnienia przeważa nad procesem zamarzania.

Halina Bykowska

Fot. Halina Bykowska

Mówiąc o zmianach klimatycznych, mamy na myśli średnie temperatury - stwierdza prof. Jan Piechura

Badania prowadzone przez naukowców Instytutu Oceanologii Polskiej Akademii Nauk w Sopocie wykazują, że klimat na kontynencie europejskim oziębia się. Nad zmianami klimatycznymi w Europie zamierza pracować międzynarodowy zespół w ramach programu, który sfinansowałaby Unia Europejska.

Naukowo-badawczy statek „Oceania”, będący własnością Instytutu Oceanologii PAN, już od 15 lat wyrusza w rejony kilku mórz północnych, Norweskiego, Grenlandzkiego i Barentsa, by prowadzić badania oceanograficzne, meteorologiczne, geofizyczne i biologiczne.

- Głównym celem badań jest określenie wielkości dopływu ciepła i mas soli niesionych przez wody Oceanu Atlantyckiego, co ma niemały związek ze zmianami klimatycznymi - wyjaśnia prof. Jan Piechura, kierownik Zakładu Dynamiki Morza Instytutu Oceanologii PAN. Nie ulega wątpliwości, że klimat się zmienia. Latem miewamy dużo więcej gwałtownych burz, huraganów i powodzi. Obserwujemy zanik wyraźnego podziału na pory roku. Zdarza się, że raptem po pogodzie typowo zimowej następują dni bardzo ciepłe, charakterystyczne dla lata. Bywa, że po lecie prawie nie ma jesieni, ponieważ wcześniej niż należałoby oczekiwać miewamy do czynienia z pogodą typowo zimową. Przypuszczamy, że powodem zmian klimatycznych bywają zjawiska zachodzące w wodach mórz i oceanów. Nie jest wykluczone, że wpływ na zmiany klimatyczne wywiera również człowiek, będący sprawcą tzw. efektu cieplarnianego. Niektórzy sądzą, że efekt cieplarniany, czyli emitowanie do atmosfery gazów (głównie dwutlenku węgla i metanu), przyczynia się do zmian klimatycznych w niemałym zakresie. Część promieni słonecznych dochodzących do powierzchni Ziemi zostaje zatrzymana przez gęstą warstwę wspomnianych gazów. Nikt tego zjawiska dokładnie nie zbadał. Trudno zatem orzec, czy ilość ciepła zatrzymywanego przez powłokę gazową nad powierzchnią naszej planety rzeczywiście wywiera duży wpływ na zmiany klimatyczne. - Moim zdaniem, nie jest to wpływ znaczący - ocenia prof. Piechura. - Niewątpliwie, na naturalne zmiany klimatyczne nakładają się procesy, będące skutkiem działalności człowieka, który przyczynił się do powstania efektu cieplarnianego.

Według prof. Piechury, niemały wpływ na zmiany klimatyczne wywierają wody Oceanu Atlantyckiego, niosące gigantyczne ilości ciepła, jakie pochodzą ze strefy równikowej i podzwrotnikowej. Olbrzymie masy wody oceanicznej podgrzanej przez promienie słoneczne płyną wzdłuż wybrzeży Europy Zachodniej, zdążając w stronę mórz północnych. Część ciepła ulatuje do atmosfery, część pozostaje w wodzie oceanu, powodując topnienie gór lodowych, lodowców i lodów Grenlandii. Podgrzana słońcem woda oceaniczna przedostaje się również do wód morskich. Zachodzą bowiem procesy identyczne, jak w naczyniach połączonych. Jak wykazują badania, ocieplenie lub ochłodzenie wód morskich wpływa na zmiany klimatyczne w Europie i w rejonach podbiegunowych, np. na Spitsbergenie, gdzie klimat stał się ostatnio łagodniejszy, nietypowy dla tamtejszej szerokości geograficznej.

- Zadaniem ekip naukowo-badawczych uczestniczących w wyprawach na pokładzie „Oceanii” jest badanie, w jaki sposób zmienia się rokrocznie ilość ciepła niesiona przez wody Oceanu Atlantyckiego - podkreśla prof. Piechura. - Badamy również procesy, w wyniku których ciepło przenika do atmosfery i wód morskich. Główny nurt wód Oceanu Atlantyckiego ogrzanych przez promienie słoneczne płynie w rejonie Wielkiej Brytanii, a następnie kieruje się w stronę Norwegii i podąża w kierunku Dalekiej Północy. Większość badań koncentruje się w rejonie wód między Norwegią a Spitsbergenem, czyli w głównym nurcie wód oceanicznych podgrzanych w strefie zwrotnikowej i podzwrotnikowej.

- Naturalnie zmiany klimatyczne bywają bardzo intensywne, chociaż ich skutki odczuwane mogą być wyraźnie dopiero po dziesiątkach lub nawet setkach lat - zaznacza prof. Piechura. - Przed milionami lat całą skorupę ziemską pokrywały lody. Zdarzały się też okresy, w których klimat w Europie Północnej był znacznie cieplejszy.

MODEL NA KOMPUTERZE

Pracownicy Instytutu Oceanologii PAN koncentrują się na wielkości i zmienności ciepła (transportowanego wodami Oceanu Atlantyckiego) po to, by upewnić się, że ich hipoteza na temat zmian klimatycznych jest słuszna. Tworzą też komputerowe modele hydrodynamiczne oraz modele obrazujące zjawisko cyrkulacji wód oceanicznych i morskich, a także zmian zachodzących w atmosferze ziemskiej.

Modelowanie komputerowe doskonale obrazuje procesy, jakie są przedmiotem badań. Pozwala również przewidywać. Ciepłe prądy wód oceanicznych sprawiły, że klimat Europy Północno-Zachodniej ocieplił się w ostatnich latach o 5-10 stopni Celsjusza. Natomiast klimat Europy Środkowowschodniej zmienił się w znacznie mniejszym stopniu. W wyniku ocieplenia zmniejsza się gęstość wód powierzchniowych, ponieważ do mórz wpływa woda słodka pochodząca z topniejących lodów. Dochodzi do zakłóceń cyrkulacji. Jednak w nasze rejony nie dopływa ciepła i słona woda atlantycka. Dlatego w rejonie Europy Środkowowschodniej nie dochodzi do znaczącego ocieplenia klimatu. Przeciwnie. Naukowcy prognozują, że klimat może ulegać sukcesywnemu ochłodzeniu nie tylko w Europie Północno-Zachodniej, ale także i u nas. Do wód Bałtyku przedostawać się będzie zimna woda pochodząca z topniejących gór lodowych, lodowców oraz lodów Grenlandii. Szacuje się, że rokrocznie ilość wody słodkiej z topniejących lodów jest mniej więcej taka sama, jak w pięciu rzekach wielkości rzeki Kongo.

Na naszej półkuli lody topnieją intensywnie latem. Jednak woda oddaje ciepło najintensywniej w okresie zimy, kiedy temperatura powietrza jest niższa. Dlatego zimą temperatury bywają wyższe od teoretycznie zakładanych. Ustalono, że lodowce zarówno na Spitsbergenie, jak i na Grenlandii, zmniejszają się sukcesywnie. Zjawisko to określane bywa jako cofanie się czoła lodowca. Niepokoi, że proces topnienia przeważa nad procesem zamarzania.

- Mówiąc o zmianach klimatycznych, mamy na myśli średnie temperatury - wyjaśnia prof. Piechura. - Trudno precyzyjnie określić, w jaki sposób będą następowały zmiany w poszczególnych sezonach. Jednak nietrudno przewidzieć, że skoro temperatura będzie spadać, wszystkie pory roku staną się chłodniejsze. Dotyczy to zmian długoterminowych, jakie mogą stać się odczuwalne dopiero za wiele lat.

POŻYTEK Z OCEANOGRAFII

Wyniki badań oceanografów mogą stanowić liczącą się pomoc dla meteorologów opracowujących długoterminowe prognozy pogody. Naukowcy z instytutu w Sopocie zamierzają uczestniczyć w realizacji grantu Unii Europejskiej ASOF (Arctic and Subarctic Ocean Fluxes) na temat strumieni ciepła i soli, niesionych do wód arktycznych i subarktycznych przez Ocean Atlantycki. Koordynatorami tego programu są dr Eberhard Fahrbach z Instytutu Alfreda Wegnera w Bremerhaven (Niemcy) i Harald Loeng z Instytutu Badań Morskich w Bergen (Norwegia). Zadaniem badaczy z Instytutu Oceanologii PAN będzie określenie, w jaki sposób rozchodzą się wody atlantyckie w rejonie mórz Norweskiego i Barentsa, jak również w okolicach Grenlandii. W pracach badawczych uczestniczyć będą również Anglicy i Francuzi.

- Zamierzamy dokładnie przyjrzeć się zjawisku, dokonując pomiarów, a potem spróbujemy określić, co stanie się z klimatem - stwierdza prof. Piechura. - Mamy nadzieję, że wyniki badań zainteresują nie tylko klimatologów, ale również specjalistów odpowiedzialnych za tworzenie strategii rozwoju gospodarczego. Badania naukowe muszą wyprzedać plany gospodarcze.

O tym, że zmiany klimatyczne miewają duży wpływ na różne sfery aktywności człowieka, a zwłaszcza na gospodarkę, najlepiej świadczy zjawisko El Nińo, występujące w okresie Bożego Narodzenia (stąd jego nazwa, oznaczająca Dzieciątko) w rejonie południowo-wschodniego Pacyfiku (tj. w okolicach Peru i Chile) i powodujące straty w rolnictwie amerykańskim wartości miliardów dolarów. Wpływa też ono na klimat Australii, Nowej Zelandii i wysp indonezyjskich. Nie wyklucza się, że również oddziałuje na nasz kontynent, o czym świadczyć mogą znacznie intensywniejsze wiatry i burze.

Zjawiska wpływające na klimat naszej planety trzeba więc badać, w trosce o obecne i przyszłe pokolenia oraz niezakłócony rozwój gospodarki.

---