Ekstremalne zjawiska pogodowe przybierają na sile? Eksperci wyjaśniają, co za tym stoi

Początek lipca 2023 r. niewątpliwie zapisze się w naszej historii ze względu na ustanowiony wówczas nowy rekord najwyższej temperatury. Naukowcy z amerykańskiej agencji National Centers for Environmental Prediction poinformowali, że w poniedziałek, 3 lipca, odnotowano najwyższą średnią temperaturę dla całej Ziemi 17,01 st. C (wcześniej rekordowa temperatura wynosiła 16,92 st. C), we wtorek, 4 lipca – 17,18 st. C, a w czwartek, 6 lipca - 17,23 st. C. Eksperci nie wykluczają, że mogą paść kolejne rekordy. Oprócz wysokich temperatur mamy również do czynienia z falami upałów (ciągu co najmniej 3 dni z temperaturą co najmniej 30 st. C), które bywają bardzo dokuczliwe - dla ludzi, zwierząt, czy ogólnie rozumianego środowiska.

Okresy intensywnych upałów występują w ramach naturalnych wzorców pogodowych, ale jeśli istnieje jeden rodzaj ekstremów pogodowych, które możemy wyraźnie powiązać ze zmianami klimatycznymi wywołanymi przez człowieka, są to pogarszające się fale upałów - zaznaczył Clement Albergel, naukowiec Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Dodał, że wiążą się one z coraz wyższymi temperaturami, występują częściej i trwają dłużej.

Albergel wspomniał również o badaniach, które naukowcy przeprowadzili w ostatnich latach, aby określić, w jaki sposób zmiany klimatu wpływają na fale upałów. Jak wyjaśnił, w kilku z nich odkryto, że występowanie ekstremalnych temperatur byłoby prawie niemożliwe bez zmian klimatycznych związanych z działalnością człowieka i emisjami gazów cieplarnianych do atmosfery.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Na podobne problemy zwraca uwagę prof. Anita Bokwa z Uniwersytetu Jagiellońskiego. Naukowczyni przypomniała, że według najnowszego, szóstego raportu Międzyrządowego Panelu ds. Zmiany Klimatu (IPCC) głównym czynnikiem obserwowanej zmiany klimatu w skali globalnej jest znaczący wzrost zawartości gazów cieplarnianych w atmosferze, który nastąpił w ciągu ostatnich ok. 300 lat i jest spowodowany działalnością człowieka. Chodzi głównie o dwutlenek węgla, metan, freony i podtlenek azotu. Ich rosnąca obecność w atmosferze ma związek głównie ze spalaniem paliw kopalnych, a także zmianami w użytkowaniu Ziemi. Ma to negatywny wpływ na naszą planetę.

Prof. Bokwa wyjaśnia, że globalne ocieplenie to wzrost średniej rocznej temperatury Ziemi spowodowany tym, że w atmosferze znacznie zwiększyła się ilość gazów cieplarnianych i naturalny, pożyteczny efekt cieplarniany został w sposób sztuczny znacznie zintensyfikowany. Skoro promieniowanie zwrotne atmosfery dostarcza coraz więcej energii do ekosystemu Ziemi, to powoduje to wzrost temperatury. "W latach 2011-2020 średnia roczna globalna temperatura Ziemi była wyższa o 1,1 st. C niż średnia roczna globalna temperatura Ziemi dla okresu 1850-1900. Wzrost był większy nad obszarami lądowymi (1,6 st. C) niż nad oceanami (0,88 st. C)" - ekspertka przytacza dane z raportu IPCC.

Jej zdaniem globalny wzrost temperatury oznacza więcej energii dostępnej w ekosystemie Ziemi, co przekłada się także na wzrost częstości zjawisk ekstremalnych, w szczególności fal upałów, ulewnych opadów, susz, czy cyklonów tropikalnych. Są to zjawiska znane od zawsze, ale w ostatnich dekadach obserwować można wzrost ich częstości oraz intensywności. Według prof. Bokwy to "wywołuje dalsze konsekwencje środowiskowe i powoduje np. problemy z dostępem do wody pitnej lub zakłócenia w produkcji żywności w wielu regionach, a także zagrożenie dla bioróżnorodności. Fale upałów powodują nasilenie problemów zdrowotnych, a także migracje z terenów, gdzie nastąpiło znaczne pogorszenie warunków życia".

Clement Albergel, naukowiec Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) zauważył, że w tym roku "oliwy do ognia dolewa też wzorzec klimatyczny El Niño, który rozwija się w tropikalnym Pacyfiku". Jak wyjaśnił, ma on tendencję "do podnoszenia globalnych temperatur i zwiększania globalnego ocieplenia spowodowanego zmianami klimatycznymi. To może sprawić, że rok 2023 będzie najgorętszym rokiem w historii".

Podobnego zdania jest dr Krzysztof Jarzyna z Uniwersytetu Warszawskiego. Naukowiec wyjaśnia, że na globalny wzrost temperatury powietrza (i energii dostępnej w systemie klimatycznym, inicjującej i kontrolującej przebieg różnych procesów) nakładają się zmienne w czasie warunki cyrkulacyjne - cyrkulacja atmosferyczna i oceaniczna, w tym zwłaszcza takie zjawiska jak ENSO, czy NAO (North Atlantic Oscillation).

ENSO (El Niño Southern Oscillation), czyli wspólne oddziaływanie El Niño (dotyczące głównie temperatury wody w oceanie) i oscylacji południowej (dotyczącej m.in. rozkładu ciśnienia na Pacyfiku), jest związane z występowaniem w południowej części Oceanu Spokojnego na zmianę El Niño, La Niña oraz sytuacji neutralnej. Z kolei NAO to nieregularne wahania ciśnienia atmosferycznego nad północnym Oceanem Atlantyckim, mogące pojawiać się co roku lub w odstępie nawet kilkudziesięciu lat.

Eksperci zwracają również uwagę na anomalie termiczne wód Północnego Atlantyku. Prof. Eliot Jacobson z Uniwersytetu Arizony zamieścił na Twitterze wpis obrazujący rosnące temperatury w tej części świata. Zauważył, że 17 lipca 2023 r. temperatura wyniosła tutaj 24,49 st. C, co oznacza, że była o 4,2 st. C wyższa od średniej z lat 1991-2020. Poprzednia najwyższa temperatura została zarejestrowana 17 lipca 2020 r. i wyniosła 23,71 st. C. Inni z kolei z niepokojem patrzą na lipcowe roztopy lądolodu grenlandzkiego.

Jak wyjaśnił nam dr Krzysztof Jarzyna, bezpośrednią przyczyną obserwowanej anomalii termicznej wód Północnego Atlantyku jest prawdopodobnie osłabienie cyrkulacji atmosferycznej w tym obszarze. Jego zdaniem spadek prędkości wiatru związany z mniejszym gradientem ciśnienia (wyjątkowo słaby Wyż Azorski i wyższe niż normalnie ciśnienie atmosferyczne w północno-zachodnim sektorze Północnego Atlantyku, czyli warunki typowe dla ujemnej fazy NAO) spowodował słabsze mieszanie się wód powierzchniowych, ogrzewanych przez pochłanianie promieniowania słonecznego i chłodniejszej wody z większej głębokości. Dodatkowo u wybrzeży Afryki osłabił się mechanizm upwellingu, czyli zjawisko podnoszenia się oceanicznych wód głębinowych.

Z kolei przyspieszenie topnienia lądolodu grenlandzkiego można wytłumaczyć zmianą typu pogody pod koniec czerwca 2023 r. Według dr. Jarzyny: "panują tam obecnie warunki charakteryzujące się wyższą temperaturą powietrza i wyższym ciśnieniem atmosferycznym niż średnio w lipcu. Wyżowa, słoneczna pogoda powoduje wzrost bezpośredniego promieniowania słonecznego (dostawa energii przez całą dobę w warunkach dnia polarnego), nasilając topnienie. Podobnie oddziałuje wzrost temperatury powietrza". Ekspert zaznacza również, że wszystkiemu temu sprzyja utrzymująca się ujemna faza NAO, które to warunki cyrkulacyjne utrzymają się przynajmniej do końca lipca.

Skala anomalii termicznej wód Północnego Atlantyku sugeruje że opisana powyżej koincydencja uwarunkowań związanych ze stanem atmosfery i powierzchniowych warstw oceanu również jest wyjątkowa. Zapewne więc aż tak wysoka temperatura powierzchniowych warstw wody nie powtórzy się zbyt szybko. Zmiana w cyrkulacji atmosferycznej i oceanicznej (m.in. przejście do dodatniej fazy NAO) zakończy warunki sprzyjające występowaniu obecnie obserwowanych anomalii - zauważa Jarzyna.

Według eksperta podobny los czekają anomalia obserwowane na Grenlandii, czyli topnienie lądolodu grenlandzkiego. Najprawdopodobniej ustanie w chłodnej części roku i wtedy opady śniegu spowodują przyrost masy lodu. Istotny jest jednak bilans ilości lodu traconej w ciepłej części roku i powstającej w chłodnej części roku. W ostatnich dziesięcioleciach przeważa utrata lodu (średnio -277 mld ton lodu rocznie od 2002 roku), dlatego eksperci obawiają się o los tego lądolodu i podwyższenie poziomu wód wszechoceanu. Dr. Jarzyna podkreślił, że "morskie fale upałów i epizody silnego topnienia lądolodu grenlandzkiego będą powtarzać się w ciepłej części roku co kilka lat, choć pewnie nie rokrocznie", co ma związek z obserwowanymi globalnym ociepleniem.